WO2017022410A1 - 複合弁及びそれを用いた双方向流制御弁 - Google Patents

複合弁及びそれを用いた双方向流制御弁 Download PDF

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亨 竹内
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Definitions

  • the present invention relates to a composite valve and a bidirectional flow control valve using the same.
  • a bidirectional flow control valve that controls the flow rate of hydraulic fluid flowing bidirectionally between two ports in accordance with electromagnetic force is used.
  • JP 2002-106743A describes a bidirectional flow control valve including a main valve incorporating two valve bodies and a control pressure chamber that urges the main valve in the valve closing direction.
  • the flow rate of the hydraulic fluid flowing between the two ports is controlled by the displacement of the main valve through communication between the control pressure chamber and the low-pressure side port through one of the two valve bodies incorporated in the main valve. .
  • the two valve bodies incorporated in the main valve are separately provided in a flow path extending in the axial direction of the main valve and a flow path extending in the radial direction of the main valve. Be placed. For this reason, in the said bidirectional flow control valve, the outer diameter of a main valve becomes large and the bidirectional flow control valve itself will enlarge. As a result, there is a possibility that the mounting property of the bidirectional flow control valve is deteriorated.
  • the present invention aims to make the composite valve having two valve bodies and the bidirectional flow control valve using the composite valve compact.
  • a first flow path having a first port on the upstream side and a second port on the downstream side, and a second flow path formed by branching from the first flow path and having a third port.
  • the first valve body is provided with a composite valve disposed upstream of the second valve body.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the composite valve of FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a modified example of the composite valve.
  • FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram of the composite valve.
  • a composite valve 70 and a solenoid valve 100 using the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • a solenoid valve 100 shown in FIG. 1 is provided in a construction machine, an industrial machine, or the like, and is used for a flow rate of a working fluid supplied from a fluid pressure source (not shown) to an actuator (load) and a working fluid discharged from the actuator to a tank or the like. Control the flow rate.
  • the solenoid valve 100 is a bidirectional flow control valve capable of controlling both the flow rate of the working fluid flowing from the main port 220 to the sub port 230 and the flow rate of the working fluid flowing from the sub port 230 to the main port 220.
  • the solenoid valve 100 is inserted and fixed in a non-through insertion hole 210 provided in the valve block 200.
  • One end of the valve block 200 opens at the bottom surface of the insertion hole 210 and the other end opens at the outer surface of the valve block 200, and a switching valve (not shown) is connected to either the fluid pressure source or the tank through a pipe (not shown).
  • a main port 220 that is selectively connected to each other, and a sub-port 230 having one end opened in the side surface of the insertion hole 210 and the other end opened in the outer surface of the valve block 200 and connected to the actuator through a pipe (not shown).
  • hydraulic oil is used as a working fluid.
  • the hydraulic fluid flows from the main port 220 to the subport 230 when the main port 220 is connected to the fluid pressure source, and from the subport 230 to the main port 220 when the main port 220 is connected to the tank. Flowing.
  • the working fluid is not limited to working oil, and may be other incompressible fluid or compressible fluid.
  • the solenoid valve 100 includes a main valve 22 that controls the flow rate of hydraulic oil supplied to the actuator or discharged from the actuator through the main port 220 and the sub port 230, and the main valve 22 that is fixed in the insertion hole 210 and slides.
  • a hollow cylindrical sleeve 12 that is freely inserted and a solenoid portion 60 that displaces the main valve 22 in the axial direction are provided.
  • the sleeve 12 includes a sliding support portion 12a that slidably supports the outer peripheral surface of the main valve 22, and a seat portion 13 on which the main valve 22 is seated.
  • two sheet portions of a circular hole-shaped first sheet portion 13 a and a truncated cone-shaped second sheet portion 13 b are formed in this order from the main port 220 side.
  • the central axis of the first sheet portion 13 a and the central axis of the second sheet portion 13 b coincide with the central axis of the sleeve 12.
  • the sleeve 12 is formed with a plurality of communication holes 12b communicating with the space in the sleeve 12 and the subport 230 between the second sheet portion 13b and the sliding support portion 12a at intervals in the circumferential direction.
  • O-rings 51 and 52 are respectively disposed on the outer periphery of the seat portion 13 and the outer periphery of the sliding support portion 12a so as to sandwich the communication hole 12b.
  • the connecting portion between the communication hole 12 b and the sub port 230 is sealed by these two O-rings 51 and 52 that are compressed between the sleeve 12 and the insertion hole 210.
  • the O-ring 51 provided on the outer periphery of the seat portion 13 prevents the main port 220 and the subport 230 from communicating with each other through the gap between the sleeve 12 and the insertion hole 210.
  • the main valve 22 is a cylindrical member, and is disposed in the sleeve 12 such that one end face 22e is positioned on the seat portion 13 side and the sliding portion 22c is slidably supported by the sliding support portion 12a.
  • a cylindrical spool valve 22a that is slidably inserted into the first seat portion 13a is formed on the one end surface 22e side of the main valve 22, and a second spool valve 22a and a sliding portion 22c are provided between the second valve 22a and the sliding portion 22c.
  • a truncated cone-shaped poppet valve 22b seated on the seat portion 13b is formed.
  • the main valve 22 is formed with a step portion 22h having a surface perpendicular to the axial direction of the main valve 22 between the poppet valve 22b and the sliding portion 22c.
  • the pressure of the subport 230 acts on the step portion 22h through the communication hole 12b.
  • a recess 22g communicating with the main port 220 is formed on one end surface 22e of the main valve 22 coaxially with the spool valve 22a.
  • a plurality of through holes 22d having one end opened on a surface sliding with the first seat portion 13a and the other end opened on the inner peripheral surface of the recess 22g are formed at intervals in the circumferential direction.
  • Each through hole 22d closed by the first seat portion 13a gradually opens as the spool valve 22a moves in a direction in which the poppet valve 22b and the second seat portion 13b are separated from each other. That is, the area of each through hole 22d exposed from the first seat portion 13a changes according to the amount of movement of the spool valve 22a. In this way, by changing the opening area of each through hole 22d, the flow rate of the hydraulic oil flowing from the main port 220 to the sub port 230 or the flow rate of the hydraulic oil flowing from the sub port 230 to the main port 220 can be controlled. .
  • Each through-hole 22d is arranged so as not to be completely blocked by the first sheet portion 13a even when the poppet valve 22b contacts the second sheet portion 13b. That is, the opening area of each through-hole 22d becomes the minimum value at the valve closing position where the poppet valve 22b contacts the second seat portion 13b, and gradually increases as the poppet valve 22b is displaced in the valve opening direction.
  • each through-hole 22d may be arrange
  • the flow rate of the hydraulic oil can be set to almost zero until the main valve 22 is displaced to some extent.
  • the other end surface 22f of the main valve 22 faces the pilot pressure chamber 42 defined by the main valve 22, the sleeve 12, and the solenoid unit 60.
  • the valve block 200 includes a main introduction passage 240 that connects the main port 220 and the pilot pressure chamber 42, and a sub introduction passage 250 that connects the subport 230 and the pilot pressure chamber 42.
  • the main introduction passage 240 and the sub introduction passage 250 communicate with the pilot pressure chamber 42 through an annular space 40 formed between the sleeve 12 and the valve block 200 and an introduction hole 41 formed in the sleeve 12 and functioning as an orifice. To do.
  • the main introduction passage 240 is provided with a main introduction check valve 241 that allows only the flow from the main port 220 to the pilot pressure chamber 42, and the sub introduction passage 250 has a passage from the sub port 230 to the pilot pressure chamber 42.
  • a sub-introduction check valve 251 that allows only flow is provided.
  • the hydraulic oil in the main port 220 passes through the main introduction passage 240, the main introduction check valve 241, the annular space 40 and the introduction hole 41, and the pilot pressure chamber. To 42. At this time, the flow from the pilot pressure chamber 42 to the sub port 230 is blocked by the sub introduction check valve 251.
  • the hydraulic oil of the sub port 230 passes through the sub introduction passage 250, the sub introduction check valve 251, the annular space 40 and the introduction hole 41 to the pilot pressure chamber 42. It is guided. At this time, the flow from the pilot pressure chamber 42 to the main port 220 is blocked by the main introduction check valve 241.
  • the main return spring 24 is compressed between the main valve 22 and the solenoid unit 60.
  • the urging force of the main return spring 24 acts in the direction to close the main valve 22.
  • the pressure of the main port 220 acts on the first valve opening pressure receiving surface S1 corresponding to the cross section of the second seat portion 13b of the main valve 22, and acts in the direction of opening the main valve 22.
  • the pressure of the subport 230 acts on the second valve opening pressure receiving surface S2 corresponding to the cross section of the step portion 22h of the main valve 22, and acts in the direction of opening the main valve 22.
  • the pressure in the pilot pressure chamber 42 acts on the valve closing pressure receiving surface S3 corresponding to the cross section of the cylindrical portion 22c, and acts in the direction in which the main valve 22 is closed.
  • the main valve 22 has a valve closing pressure received by the resultant force of the thrust due to the pressure of the main port 220 acting on the first valve opening pressure receiving surface S1 and the thrust due to the pressure of the sub port 230 acting on the second valve opening pressure receiving surface S2.
  • the valve displaces in the valve opening direction.
  • the main valve 22 is further formed by branching from the first communication passage 23a as a first flow path connecting the pilot pressure chamber 42 and the main port 220, and the first communication passage 23a, and the first communication passage 23a and the subport. 230, and a second communication path 23b serving as a second flow path that connects to 230.
  • the first communication passage 23a is a through hole formed in the main valve 22 so that the central axis thereof coincides with the central axis of the main valve 22, and one end opens to the other end surface 22f and the other end opens to the recess 22g. To do. For this reason, the processing of the first communication passage 23a is performed together with the processing of the recess 22g and the like of the main valve 22.
  • the second communication passage 23 b is formed in the radial direction of the main valve 22, one end communicates with the first communication passage 23 a, and the other end opens on the outer peripheral surface of the main valve 22.
  • the other end of the second communication passage 23b is disposed so as to always communicate with the communication hole 12b within a range in which the main valve 22 is displaced in the axial direction.
  • a composite valve 70 described later is provided in the first communication passage 23a.
  • the main valve 22 is further provided with a pilot pressure control valve 25 that controls the pressure in the pilot pressure chamber 42 by adjusting the communication state between the pilot pressure chamber 42 and the first communication passage 23a.
  • the pilot pressure control valve 25 includes a hollow cylindrical pressure compensation sleeve 26 in which a sub seat portion 26d is formed, and a columnar sub valve 27 in which a sub poppet valve 27a seated on the sub seat portion 26d is provided at one end. .
  • the pressure compensation sleeve 26 is slidably inserted into the first communication passage 23a, and is disposed so as to face the pilot pressure chamber 42.
  • the flange portion 26b has a larger outer diameter than the sliding portion 26a.
  • a through hole 26c formed so as to penetrate in the axial direction from the flange portion 26b to the sliding portion 26a.
  • the sub-sheet portion 26d is formed at the opening end of the through hole 26c that opens to the flange portion 26b side. Therefore, the first communication passage 23a and the pilot pressure chamber 42 communicate with each other through the sub seat portion 26d and the through hole 26c.
  • a pressure compensating spring 28 made up of a plurality of disc springs is interposed between the flange 26b and the other end surface 22f of the main valve 22.
  • the pressure compensation sleeve 26 is biased in a direction away from the main valve 22 by a pressure compensation spring 28.
  • the hydraulic oil in the pilot pressure chamber 42 passes through this through hole 26c. It is guided to the first communication passage 23 a and discharged to the main port 220 or the subport 230 through the composite valve 70.
  • the hydraulic oil is guided to the pilot pressure chamber 42 through the main introduction passage 240 or the sub introduction passage 250.
  • the pilot pressure chamber is consequently obtained.
  • the pressure in 42 drops. In this way, the pressure in the pilot pressure chamber 42 is controlled by the pilot pressure control valve 25.
  • the size of the gap between the sub poppet valve 27a and the sub seat portion 26d is adjusted by changing the axial position of the sub valve 27 with respect to the pressure compensation sleeve 26. Since the position of the auxiliary valve 27 in the axial direction is controlled by the solenoid unit 60, the size of the gap is controlled by the solenoid unit 60.
  • the solenoid unit 60 is accommodated in the solenoid tube 14 so as to be slidable, a coil 62 that drives the auxiliary valve 27 when supplied with current, a bottomed cylindrical solenoid tube 14 provided on the outer periphery of the coil 62, and the solenoid tube 14.
  • a plunger 33 to which the auxiliary valve 27 is connected, and a connecting member 16 for connecting the solenoid tube 14 and the sleeve 12 are provided.
  • a cylindrical plunger 33 having a sub-valve 27 fixed to the shaft center, a columnar retainer 34 that is movable in the axial direction, and a plunger 33 and the retainer 34 are compressed and interposed.
  • a sub return spring 35 to be mounted The plunger 33 is urged by the sub return spring 35 in the direction in which the sub poppet valve 27a formed at the tip of the sub valve 27 is seated on the sub seat portion 26d.
  • a plurality of through holes 33a penetrating in the axial direction are formed in the plunger 33, and the spring chamber 44 in which the sub return spring 35 is disposed communicates with the pilot pressure chamber 42 through the through hole 33a. Therefore, the pressure in the spring chamber 44 is equivalent to the pressure in the pilot pressure chamber 42, and the urging force of the sub return spring 35 and the pressure in the spring chamber 44 press the sub poppet valve 27a against the sub seat portion 26d. Acts in the direction.
  • An adjusting screw 36 is threaded through the end 14d of the solenoid tube 14 in the axial direction.
  • One end of the adjusting screw 36 is in contact with the retainer 34 in the spring chamber 44.
  • the position of the retainer 34 in the axial direction is changed, and the biasing force of the sub return spring 35 is changed.
  • the other end of the adjustment screw 36 protruding from the solenoid tube 14 is covered with a cover 63 attached to the solenoid tube 14.
  • the connecting member 16 has an insertion portion 16 a inserted into the insertion hole 210 of the valve block 200 and a flange portion 16 b for fixing the solenoid valve 100 to the valve block 200.
  • the connecting member 16 connects the sleeve 12 and the solenoid tube 14 by screwing the solenoid tube 14 to the inner peripheral surface of the flange portion 16b and screwing the sleeve 12 to the insertion portion 16a.
  • O-ring 53 as a seal member is disposed on the outer periphery of the insertion portion 16a.
  • the O-ring 53 compressed between the connecting member 16 and the insertion hole 210 blocks communication between the insertion hole 210 and the outside. For this reason, the hydraulic oil in the insertion hole 210 is prevented from leaking to the outside, and water, dust and the like are prevented from entering the insertion hole 210 from the outside.
  • a plurality of bolt holes (not shown) through which the bolts 15 are inserted are formed in the flange portion 16b, and the flange portions 16b are fastened to the valve block 200 via the bolts 15.
  • the connecting member 16 is fastened to the valve block 200, the solenoid valve 100 is fixed to the valve block 200.
  • the composite valve 70 includes a first port P1 provided on the upstream side of the first communication passage 23a and connected to the pilot pressure chamber 42 via the pilot pressure control valve 25, and the first communication passage 23a.
  • the second port P2 provided on the downstream side of the main port 220 communicates with the main port 220, and the third port P3 provided on the second communication path 23b communicates with the sub port 230.
  • the composite valve 70 allows only the flow of hydraulic oil from the first port P1 to the third port P3, and permits only the flow of hydraulic oil from the first port P1 to the second port P2. It has the 2nd valve body 72 and the supporting member 76 which accommodates the 2nd valve body 72 slidably while supporting the 1st valve body 71 slidably. As shown in FIG. 2, the first valve body 71 and the second valve body 72 are arranged in series so as to be aligned along the first communication path 23 a formed in a straight line. That is, the first valve body 71 that regulates the flow direction of the hydraulic oil flowing through the second communication passage 23b formed in the radial direction of the main valve 22 is not the second communication passage 23b but the main valve body 72 together with the second valve body 72.
  • the 1st communicating path 23a is not limited to linear form, You may have a bending part. Also in this case, the first valve body 71 and the second valve body 72 are arranged in series along the first communication path 23a.
  • the first valve body 71 is a bottomed cylindrical poppet valve, and includes a hollow cylindrical portion 71a provided along the axial direction of the first communication passage 23a, and a truncated cone-shaped seat portion provided in the first communication passage 23a. And a top portion 71b on which a valve portion 71c seated on 23d is formed. A through hole 71d that penetrates in the axial direction of the first communication passage 23a is formed in the top portion 71b.
  • the seat portion 23d is provided closer to the pilot pressure chamber 42 than the portion where the second communication passage 23b opens in the first communication passage 23a. For this reason, when the valve portion 71c is seated, the communication between the first port P1 and the third port P3 is blocked.
  • the seat part 23d may be formed directly in the first communication path 23a, or a member in which the sheet part 23d is formed may be inserted and fixed in the first communication path 23a.
  • the support member 76 includes a main body portion 76a fixed in the first communication path 23a, a support portion 76b that protrudes from the main body portion 76a toward the first port P1 and is inserted into the hollow cylindrical portion 71a of the first valve body 71. And a housing hole 76c that is formed inside the main body 76a and that accommodates the second valve body 72, and a flow hole 76d that is formed to penetrate in the axial direction.
  • the first valve body 71 and the second valve body 72 are supported by the support member 76 so as to be displaced along the first communication path 23a.
  • the support member 76 is fixed in the first communication path 23a by the outer periphery of the main body 76a being screwed into the first communication path 23a.
  • a first pressure chamber 79 is defined in the first valve body 71 by a support portion 76b, and the pressure of the first port P1 is guided to the first pressure chamber 79 through the through hole 71d.
  • a first spring 73 serving as a first urging member that urges the first valve body 71 in the valve closing direction is accommodated in the first pressure chamber 79.
  • the diameter D2 of the first pressure chamber 79 is preferably increased in order to make it easier to accommodate the first spring 73 in the first pressure chamber 79.
  • the first pressure chamber 79 is Since the force acting in the direction of closing the valve body 71 becomes larger, the first valve body 71 cannot be opened.
  • the diameter D2 of the first pressure chamber 79 is set smaller than the diameter D1 of the seat portion 23d.
  • the diameter D2 of the first pressure chamber 79 is set so that the area of the surface A1 is larger than the area of the second pressure receiving surface A2 of the top portion 71b that receives the pressure of the first pressure chamber 79.
  • annular second pressure chamber 80 through which the pressure of the third port P3 is guided is formed between the end surface 71e of the hollow cylindrical portion 71a and the main body portion 76a of the support member 76 facing in the axial direction.
  • the inner diameter of the second pressure chamber 80 is equal to the diameter D2 of the first pressure chamber 79 and smaller than the diameter D1 of the seat portion 23d. For this reason, the pressure of the hydraulic fluid guided into the second pressure chamber 80 acts in the direction in which the first valve body 71 is closed.
  • a plurality of notches 71f are formed on the outer peripheral surface of the hollow cylindrical portion 71a at intervals in the circumferential direction.
  • the notch 71f and the first communication path 23a define a communication path 80a that guides the pressure of the third port P3 to the second pressure chamber 80.
  • the notch 71f is not limited to the above configuration, and may be formed by notching the inner wall surface of the first communication path 23a.
  • the shape of the communication passage 80a is not limited to the notch, and may be any shape as long as the pressure can be guided.
  • the communication passage 80a is formed in the hollow cylindrical portion 71a or the main valve 22; The hole which connects the 2nd pressure chamber 80 and the 3rd port P3 may be sufficient.
  • the number of communication passages 80a is not limited to a plurality, and may be only one. Further, when a plurality of notches 71f are formed at equal intervals in the circumferential direction, the contact area between the inner wall surface of the first communication passage 23a and the hollow cylindrical portion 71a is reduced, so that the sliding resistance can be reduced.
  • an O-ring 81 as a seal member that is compressed between the support portion 76b and the hollow cylindrical portion 71a is disposed on the outer periphery of the support portion 76b of the support member 76. For this reason, it is prevented that the 1st pressure chamber 79 and the 2nd pressure chamber 80 communicate through the clearance gap between the support part 76b and the hollow cylindrical part 71a. Furthermore, an O-ring 82 that is compressed between the main body 76 a and the first communication path 23 a is disposed on the outer periphery of the main body 76 a of the support member 76.
  • a backup ring may be disposed adjacent to the O-rings 81 and 82 in order to prevent the O-rings 81 and 82 from protruding.
  • the member that blocks communication is not limited to the O-rings 81 and 82, and any member may be used as long as it can be sealed, such as a seal ring.
  • the first valve body 71 compresses and moves the first spring 73 and moves away from the seat portion 23d when the pressure at the first port P1 becomes greater than the pressure at the third port P3 by a predetermined value or more. Sit down. Specifically, when the force acting in the direction of opening the first valve body 71 due to the pressure difference between the pressure of the first port P1 and the pressure of the third port P3 exceeds the urging force of the first spring 73 In addition, the valve portion 71c is separated from the seat portion 23d. And hydraulic fluid is guide
  • the pressure in the second pressure chamber 80 closes the first valve body 71 together with the urging force of the first spring 73.
  • the first valve element 71 is seated on the seat portion 23d because it acts in the direction to be valved. In this way, the first valve body 71 allows only the flow of hydraulic oil from the first port P1 to the third port P3, and prevents the backflow thereof.
  • the second valve body 72 is a bottomed cylindrical poppet valve, and is seated on a hollow cylindrical portion 72a that is slidably supported in the accommodation hole 76c, and a frustoconical seat portion 76e formed in the accommodation hole 76c. It has a valve portion 72b and a radial communication hole 72c formed between the hollow cylindrical portion 72a and the valve portion 72b and penetrating in the radial direction.
  • An annular spring seat 77 and a snap ring 78 for fixing the spring seat 77 in the accommodation hole 76c are provided on the opening end side of the accommodation hole 76c of the support member 76 that accommodates the second valve body 72. It is done.
  • a second spring 74 as a second urging member is interposed between the second valve body 72 and the spring seat 77 by being compressed, and the second valve body 72 is attached to the valve closing direction by the second spring 74. Be forced.
  • the second valve element 72 compresses and moves the second spring 74 and moves away from the seat portion 76e when the pressure at the first port P1 becomes larger than the pressure at the second port P2 by a predetermined value or more. Sit down. Specifically, when the force acting in the direction of opening the second valve body 72 due to the pressure difference between the pressure of the first port P1 and the pressure of the second port P2 exceeds the urging force of the second spring 74 The valve portion 72b is separated from the seat portion 76e. Then, hydraulic oil is guided from the first port P1 to the second port P2 through the through hole 71d, the flow hole 76d, the radial communication hole 72c, and the hollow portion 72d in the second valve body 72.
  • the diameter of the through hole 71d is set larger than the diameter of the flow hole 76d.
  • the through hole 71d becomes a throttle and the pressure in the first pressure chamber 79 decreases, and the pressure difference between the first port P1 and the third port P3 is smaller than the set value.
  • the first valve body 73 may open. In order to prevent such valve opening, it is necessary to increase the urging force of the first spring 73. However, if the urging force of the first spring 73 is increased, the first valve body 71 is difficult to open and responds. The nature will decline. For this reason, it is preferable to make the diameter of the through hole 71d as large as possible.
  • the diameter of the through hole 71d may be set smaller than the diameter of the flow hole 76d as long as the required responsiveness of the valve bodies 71 and 72 is satisfied.
  • the pressure of the second port P2 when the pressure of the second port P2 becomes equal to or higher than the pressure of the first port P1, the pressure of the second port P2 closes the second valve body 72 together with the urging force of the second spring 74. Since it acts in the direction, the second valve element 72 is seated on the seat portion 76e. In this way, the second valve body 72 only allows the hydraulic oil to flow from the first port P1 to the second port P2, and prevents the backflow thereof.
  • the area of the valve closing pressure receiving surface S3 on which the pressure in the pilot pressure chamber 42 acts is larger than the area of the first valve opening pressure receiving surface S1 on which the pressure of the main port 220 acts, and the pressure of the sub port 230 is The pressure of the main port 220 is sufficiently low. Therefore, the resultant force of the thrust in the pilot pressure chamber 42 acting on the valve closing pressure receiving surface S3 and the urging force of the main return spring 24 is the thrust due to the pressure of the main port 220 acting on the first valve opening pressure receiving surface S1. The resultant force exceeds the resultant force of the thrust of the sub port 230 acting on the second valve opening pressure receiving surface S2, and the main valve 22 is biased in the direction of closing the seat portion 13.
  • the coil 62 is in a non-energized state, the flow of hydraulic oil from the main port 220 to the sub port 230 is interrupted.
  • the plunger 33 overcomes the biasing force of the sub return spring 35 by the thrust generated by the solenoid unit 60 and is attracted to the coil 62 side.
  • the sub valve 27 is displaced together with the plunger 33, the sub poppet valve 27a is separated from the sub seat portion 26d, and a gap is formed between the sub poppet valve 27a and the sub seat portion 26d.
  • the hydraulic oil in the pilot pressure chamber 42 is guided to the first communication path 23a, that is, the first port P1 of the composite valve 70 through this gap.
  • the pressure of the second port P2 is the same as the pressure of the main port 220. That is, the pressure at the second port P2 is substantially the same as the pressure at the first port P1. For this reason, as described above, the flow of the hydraulic oil from the first port P1 to the second port P2 is blocked by the second valve body 72.
  • the third port P3 of the composite valve 70 is disposed so as to face the sub port 230, the pressure of the third port P3 is sufficiently higher than the pressure of the first port P1, that is, the pressure of the main port 220. Low.
  • the first valve body 71 allows the hydraulic oil to flow from the first port P1 to the third port P3.
  • the hydraulic oil in the pilot pressure chamber 42 is discharged to the sub port 230 through the first communication path 23a, the second communication path 23b, and the communication hole 12b.
  • the sub poppet valve 27a When the current supplied to the coil 62 is increased, the sub poppet valve 27a further moves away from the sub seat portion 26d. As a result, the amount of hydraulic oil discharged from the pilot pressure chamber 42 to the subport 230 increases, and the pressure in the pilot pressure chamber 42 further decreases. Then, as the pressure in the pilot pressure chamber 42 decreases, the main valve 22 further moves in the direction to open the seat portion 13, and the area where the through hole 22d of the spool valve 22a is exposed from the first seat portion 13a is increased. growing. As a result, the flow rate of the hydraulic oil flowing from the main port 220 to the sub port 230 increases.
  • the flow rate of the hydraulic oil flowing from the main port 220 to the subport 230 is controlled by increasing or decreasing the current supplied to the coil 62 and controlling the displacement amount of the main valve 22.
  • the thrust due to the pressure of the main port 220 acting on the first valve opening pressure receiving surface S1 and the second valve opening pressure receiving surface S2 act. Since the resultant force of the thrust due to the pressure of the sub port 230 is less than the resultant force of the thrust due to the pressure in the pilot pressure chamber 42 acting on the valve closing pressure receiving surface S3 and the urging force of the main return spring 24, the main valve 22 It is urged in the direction of closing the portion 13. As a result, the main valve 22 is displaced in a direction in which the seat portion 13 is closed, and the flow of hydraulic oil from the main port 220 to the subport 230 is blocked.
  • the area of the valve closing pressure receiving surface S3 to which the pressure in the pilot pressure chamber 42 acts is larger than the area of the second valve opening pressure receiving surface S2 to which the pressure of the subport 230 acts, and the pressure of the main port 220 is , Sufficiently lower than the pressure of the subport 230. Therefore, the resultant force of the thrust in the pilot pressure chamber 42 acting on the valve closing pressure receiving surface S3 and the urging force of the main return spring 24 is the thrust due to the pressure of the main port 220 acting on the first valve opening pressure receiving surface S1. The resultant force exceeds the resultant force of the thrust of the sub port 230 acting on the second valve opening pressure receiving surface S2, and the main valve 22 is biased in the direction of closing the seat portion 13.
  • the coil 62 is in a non-energized state, the flow of hydraulic oil from the sub port 230 to the main port 220 is interrupted.
  • the plunger 33 overcomes the biasing force of the sub return spring 35 by the thrust generated by the solenoid unit 60 and is attracted to the coil 62 side.
  • the sub valve 27 is displaced together with the plunger 33, the sub poppet valve 27a is separated from the sub seat portion 26d, and a gap is formed between the sub poppet valve 27a and the sub seat portion 26d.
  • the hydraulic oil in the pilot pressure chamber 42 is guided to the first communication path 23a, that is, the first port P1 of the composite valve 70 through this gap.
  • the pressure of the third port P3 is the same as the pressure of the subport 230. That is, the pressure at the third port P3 is substantially the same as the pressure at the first port P1. For this reason, the flow of the hydraulic oil from the first port P1 to the third port P3 is blocked by the first valve body 71 as described above.
  • the second port P2 of the composite valve 70 is disposed so as to face the main port 220, the pressure of the second port P2 is sufficiently higher than the pressure of the first port P1, that is, the pressure of the subport 230. Low.
  • the second valve body 72 allows the hydraulic oil to flow from the first port P1 to the second port P2.
  • the hydraulic oil in the pilot pressure chamber 42 is discharged to the main port 220 through the first communication passage 23a and the recess 22g.
  • the sub poppet valve 27a When the current supplied to the coil 62 is increased, the sub poppet valve 27a further moves away from the sub seat portion 26d. As a result, the amount of hydraulic oil discharged from the pilot pressure chamber 42 to the main port 220 increases, and the pressure in the pilot pressure chamber 42 further decreases. Then, as the pressure in the pilot pressure chamber 42 decreases, the main valve 22 further moves in the direction to open the seat portion 13, and the area where the through hole 22d of the spool valve 22a is exposed from the first seat portion 13a is increased. growing. As a result, the flow rate of the hydraulic oil flowing from the sub port 230 to the main port 220 increases.
  • the flow rate of the hydraulic oil flowing from the sub port 230 to the main port 220 is controlled by increasing or decreasing the current supplied to the coil 62 and controlling the displacement amount of the main valve 22.
  • the flow rate of the hydraulic fluid flowing from the main port 220 to the subport 230 or the hydraulic fluid flowing from the subport 230 to the main port 220 increases or decreases the current supplied to the coil 62, It can be controlled by changing the pressure.
  • the pressure in the pilot pressure chamber 42 increases, and when the force exerted on the flange portion 26b exceeds the urging force of the pressure compensation spring 28, the pressure compensation sleeve 26 becomes the main valve. Displaces to the 22 side. At this time, the sub valve 27 and the plunger 33 are also displaced following the displacement of the pressure compensation sleeve 26, and the sub return spring 35 is extended, so that the biasing force of the sub return spring 35 is reduced. For this reason, even if the pressure in the spring chamber 44 increases as the pressure in the pilot pressure chamber 42 increases, the urging force of the sub return spring 35 decreases, so that the thrust required to suck the plunger 33 increases. This can be suppressed, and the plunger 33 can always be driven with the same current.
  • circulates the 2nd communicating path 23b formed in the radial direction of the main valve 22 is not the 2nd communicating path 23b, but the 2nd valve body. 72 and the first communication passage 23 a formed in the axial direction of the main valve 22.
  • the composite valve 70 can be made compact.
  • the main valve 22 in which the composite valve 70 is built has no valve body disposed in the second communication passage 23b formed in the radial direction, and therefore the second communication passage 23b can be shortened. For this reason, it becomes possible to make the outer diameter of the main valve 22 small, and as a result, enlargement of the solenoid valve 100 can be prevented and its mounting property can be improved.
  • the size of the first valve body 71 since it is not necessary to reduce the size of the first valve body 71, it is possible to maintain the sealing performance for a long period of time as compared with the case where the first valve body 71 is reduced in size, thereby improving durability. it can.
  • the outer diameter of the sleeve 12 can be reduced by reducing the outer diameter of the main valve 22.
  • the connecting member 16 that presses and fixes the sleeve 12 can be reduced in size, and the strength of the bolt 15 that fixes the connecting member 16 can be reduced.
  • the first communication passage 23a having the first port P1 and the second port P2 is formed in a straight line, and the displacement direction of the first valve body 71 and the second valve body 72 The direction of displacement is the same.
  • a bending portion may be provided in the first communication passage 123 a so that the displacement direction of the first valve body 171 and the displacement direction of the second valve body 172 are different.
  • the composite valve 170 shown in FIG. 4 includes a first valve body 171 that allows only the flow of hydraulic oil from the first port P1 to the third port P3, and the hydraulic oil from the first port P1 to the second port P2. And a second valve body 172 that allows only circulation.
  • a through hole 171d is formed in the first valve body 171 in the same manner as the first valve body 71 of the composite valve 70 according to the above embodiment, and the first port P1 to the second valve body 172 through the through hole 171d. Hydraulic oil is guided. Since the conditions for opening and closing the first valve body 171 and the second valve body 172 are the same as those of the composite valve 70 according to the above embodiment, the description thereof is omitted.
  • the first port P1, the second port P2, and the third port P3 can be opened on the same side surface of the composite valve 170 by providing a bent portion in the first communication passage 123a.
  • the first communication passage 123a as a passage having a bent portion or a crank portion bent at a right angle, an acute angle, or an obtuse angle, the composite valve 170 can be made compact, and the ports P1 to P3 can be formed. It can be opened at any position.
  • the hydraulic circuit of the composite valve 70 according to the above embodiment and the hydraulic circuit of the modified composite valve 170 are the same as shown in FIG.
  • the first valve bodies 71 and 171 indicated by the alternate long and short dash line are disposed on the downstream side of the first valve bodies 71 and 171 and are connected to the second valve bodies 72 and 172 indicated by the alternate long and two short dashes line.
  • the 2nd valve bodies 72 and 172 have a function which permits only distribution of operation oil to the 2nd port P2.
  • the first communication passages 23a and 123a may be routed in any way, and the above embodiment It may be linear as in the above, or may be bent as in the above modification.
  • the composite valve 70 is formed by branching from the first communication path 23a having the first port P1 on the upstream side and the second port P2 on the downstream side, and the second port having the third port P3.
  • the first valve body 71 that allows only the flow of hydraulic oil from the first port P1 to the third port P3, the first valve body 71, A through hole 71d that forms part of the first communication path 23a, and a second valve that is provided in the first communication path 23a and that allows only the flow of hydraulic oil flowing from the first port P1 to the second port P2 through the through hole 71d.
  • the first valve body 71 is disposed upstream of the second valve body 72.
  • circulates the 2nd communicating path 23b is arranged in series with the 1st communicating path 23a with the 2nd valve body 72 instead of the 2nd communicating path 23b.
  • the two valve bodies 71 and 72 are arranged in series in the first first communication path 23a, the two valve bodies 71 and 72 are made compact as compared with the case where they are arranged in separate flow paths. Can do.
  • the first communication path 23a is formed in a straight line shape.
  • the first communication passage 23a in which the first valve body 71 and the second valve body 72 are arranged is formed in a straight line. Since the two valve bodies 71 and 72 are arranged in a straight line, the flow path in which the two valve bodies 71 and 72 are arranged can be made compact as compared with the case where the flow path is not linear, and the assembly is performed. Can be improved.
  • first valve body 71 and the second valve body 72 are displaced along the first communication path 23a.
  • the displacement direction of the first valve body 71 and the displacement direction of the second valve body 72 are both in the direction along the first communication path 23a. Since the displacement directions of the two valve bodies 71 and 72 are the same, when the displacement directions of the two valve bodies 71 and 72 are different, for example, the displacement can be made compact as compared with a case where the displacement directions are orthogonal. Furthermore, since the displacement direction is along the first communication path 23a where the two valve bodies 71 and 72 are disposed, the displacement direction is more compact than the case where the displacement direction has a predetermined angle with respect to the first communication path 23a. Can be
  • the first valve body 71 allows the flow of hydraulic oil from the first port P1 to the third port P3, and the second valve body 72 blocks the flow of hydraulic oil from the first port P1 to the second port P2,
  • the first valve body 71 is The flow of hydraulic oil from the first port P1 to the third port P3 is blocked, and the second valve body 72 allows the flow of hydraulic oil from the first port P1 to the second port P2.
  • the pressure at the first port P1 and the pressure at the second port P2 are substantially the same, and the pressure at the third port P3 is lower than these pressures.
  • the first valve body 71 and the second valve body 72 allow or block the flow of hydraulic oil when the pressure of the port P3 is substantially the same pressure and the pressure of the second port P2 is lower than these pressures. Are each changed.
  • the distribution state of the hydraulic oil can be changed according to the pressures of the ports P1, P2, and P3.
  • the composite valve 70 further includes a support member 76 provided in the first communication passage 23a, and the support member 76 is fixed to the first communication passage 23a, and the first port from the main body portion 76a.
  • a support portion 76b that protrudes toward P1 and slidably supports the first valve body 71; an accommodation hole 76c that is formed in the main body portion 76a and into which the second valve body 72 is slidably inserted;
  • the hydraulic fluid having a through hole 76d formed therethrough and having passed through the through hole 71d of the first valve body 71 is guided to the second valve body 72 through the through hole 76d.
  • the first valve body 71 and the second valve body 72 are supported by one support member 76 provided in the first communication path 23a.
  • the two valve bodies 71 and 72 can be easily disposed in the first communication path 23a by the single support member 76.
  • manufacturing cost can be suppressed.
  • the composite valve 70 is disposed between the first valve body 71 and the support portion 76b, and is disposed in the accommodation hole 76c, and a first spring 73 that biases the first valve body 71 in the valve closing direction. And a second spring 74 that urges the second valve body 72 in the valve closing direction, and the urging direction of the first spring 73 and the urging direction of the second spring 74 are both the first communication path 23a. It is the direction along.
  • the urging direction of the first valve body 71 and the urging direction of the second valve body 72 are both in the direction along the first communication path 23a. Since the urging directions of the two valve bodies 71 and 72 are the same, when the urging directions of the two valve bodies 71 and 72 are different, for example, the urging direction can be made compact compared with a case where the urging directions are orthogonal. it can. Furthermore, since the urging direction is along the first communication path 23a where the two valve bodies 71 and 72 are arranged, the urging direction is compared with a case where the urging direction has a predetermined angle with respect to the first communication path 23a. And can be made compact.
  • the first valve body 71 includes a hollow cylindrical portion 71a that is provided along the first communication passage 23a and into which the support portion 76b is inserted, and a sheet that is formed in the first communication passage 23a with a through hole 71d.
  • the pressure of the first port P1 is guided through the through hole 71d by the support portion 76b of the support member 76.
  • the first pressure receiving portion 71b receiving the pressure of the first port P1 acting in the direction in which the first valve body 71 is opened.
  • the area of the surface A1 is set larger than the area of the second pressure receiving surface A2 of the top portion 71b that receives the pressure of the first pressure chamber 79.
  • the first valve body 71 Since the pressure of the first port P1 acts on the first pressure receiving surface A1 and the second pressure receiving surface A2, the first valve body 71 if the area of the second pressure receiving surface A2 is larger than the area of the first pressure receiving surface A1. Cannot be opened. In this configuration, the area of the first pressure receiving surface A1 of the top portion 71b receiving the pressure of the first port P1 acting in the direction of opening the first valve body 71 is equal to the first portion of the top portion 71b receiving the pressure of the first pressure chamber 79. Since it is set larger than the area of 2 pressure receiving surface A2, the 1st valve body 71 can be opened reliably.
  • the first valve body 71 includes a hollow cylindrical portion 71a that is provided along the first communication passage 23a and into which the support portion 76b is inserted, and a sheet that is formed in the first communication passage 23a with a through hole 71d. A top portion 71b in which a valve portion 71c seated on the portion 23d is formed. Between the first valve body 71 and the main body portion 76a of the support member 76, the pressure of the third port P3 passes through the communication passage 80a. A second pressure chamber 80 that is guided to bias the first valve body 71 in the valve closing direction is formed, and the communication path 80a is formed in the first valve body 71 or the first communication path 23a.
  • the second pressure chamber 80 to which the pressure of the third port P3 is guided is provided between the first valve body 71 and the main body 76a of the support member 76. For this reason, when the pressure at the third port P3 becomes substantially the same as the pressure at the first port P1, the force for urging the first valve body 71 in the valve closing direction is increased, and the first valve body 71 is reliably secured. The backflow from the third port P3 to the first port P1 can be prevented. On the other hand, when the pressure of the third port P3 becomes low, the force for urging the first valve body 71 in the valve closing direction is reduced, so that the first valve body 71 can be reliably opened.
  • the first valve body 71 includes a hollow cylindrical portion 71a that is provided along the first communication passage 23a and into which the support portion 76b is inserted, and a sheet that is formed in the first communication passage 23a with a through hole 71d.
  • An O-ring 81 compressed between the support portion 76b and the hollow cylindrical portion 71a is disposed on the outer periphery of the support portion 76b.
  • the top portion 71b is formed with a valve portion 71c seated on the portion 23d. .
  • an O-ring 81 that is compressed between the support portion 76b and the hollow cylindrical portion 71a is provided. For this reason, it is possible to prevent the hydraulic fluid guided from the first port P1 into the hollow cylindrical portion 71a through the through hole 71d from leaking to the third port P3 through the gap between the support portion 76b and the hollow cylindrical portion 71a. Further, it is possible to prevent the hydraulic oil in the third port P3 from entering the hollow cylindrical portion 71a through the gap between the support portion 76b and the hollow cylindrical portion 71a.
  • first communication passage 23a is provided with a truncated cone-shaped seat portion 23d, and the first valve body 71 is a poppet valve seated on the seat portion 23d.
  • the first valve body 71 is formed as a poppet valve seated on the seat portion 23d provided in the first communication path 23a. For this reason, when the first valve body 71 is seated on the seat portion 23d, the flow of the hydraulic oil from the first port P1 to the third port P3 can be reliably blocked.
  • the solenoid valve 100 is a bidirectional flow control valve that controls the flow rate of the working fluid that flows from the main port 220 to the subport 230 and the flow rate of the working fluid that flows from the subport 230 to the main port 220.
  • the main valve 22 that changes the opening degree of communication between the main port 220 and the sub port 230, and the pilot pressure chamber in which hydraulic oil is guided from the main port 220 or the sub port 230 and urges the main valve 22 in the valve closing direction.
  • 42 and a solenoid part 60 for controlling the pressure of the pilot pressure chamber 42.
  • the composite valve 70 has a first port P1 connected to the pilot pressure chamber 42 via the solenoid part, and a second port P2 being a main port.
  • the third port P3 is disposed in the main valve 22 so as to communicate with the subport 230.
  • the composite valve 70 is connected to the main valve 22 such that the first port P1 is connected to the pilot pressure chamber 42, the second port P2 communicates with the main port 220, and the third port P3 communicates with the subport 230. Be placed.
  • the outer diameter of the main valve 22 can be reduced, and as a result, the solenoid valve 100 can be prevented from being enlarged.
  • the mounting property can be improved.
  • first communication passage 23 a is formed in the main valve 22 so that the central axis thereof coincides with the central axis of the main valve 22.
  • the central axis of the first communication passage 23a coincides with the central axis of the main valve 22.
  • the first communication passage 23a can be processed together with the recess 22g of the main valve 22 and the like.
  • the second communication path 23b is compared with the case where the valve body is disposed in the second communication path 23b. Can be shortened. For this reason, the outer diameter of the main valve 22 can be reduced.
  • the composite valve 70 is applied to the solenoid valve 100.
  • the composite valve 70 is not limited to this, and any combination may be used as long as it is necessary to control the flow of the working fluid between the three ports. It can be applied to any device.
  • the 2nd valve body 72 of the composite valve 70 is described as a check valve, it is not limited to this, For example, like a relief valve etc., it is 2nd port from 1st port P1. Any type of valve body may be used as long as it has a configuration that allows the flow of the working fluid to P2.

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Abstract

ソレノイドバルブ(100)の主弁(22)に内蔵される複合弁(70)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)とを有する第1連通路(23a)と、第1連通路(23a)から分岐して形成され、第3ポート(P3)を有する第2連通路(23b)と、第1連通路(23a)に設けられ第1ポート(P1)から第3ポート(P3)への作動油の流通のみを許容する第1弁体(71)と、第1連通路(23a)に設けられ第1ポート(P1)から第2ポート(P2)への作動油の流通のみを許容する第2弁体(72)と、を備える。第1弁体(71)は第2弁体(72)よりも上流に配置される。

Description

複合弁及びそれを用いた双方向流制御弁
 本発明は、複合弁及びそれを用いた双方向流制御弁に関するものである。
 油圧によって作動する建設機械や産業機械では、2つのポート間を双方向に流れる作動油の流量を電磁力に応じて制御する双方向流制御弁が用いられる。
 JP2002-106743Aには、二つの弁体が内蔵される主弁と、主弁を閉弁方向に付勢する制御圧室と、を備える双方向流制御弁が記載されている。2つのポート間を流れる作動油の流量は、主弁に内蔵される二つの弁体のうちの一方を通じて制御圧室と低圧側のポートとが連通されて主弁が変位することによって制御される。
 JP2002-106743Aに開示される双方向流制御弁では、主弁に内蔵される二つの弁体は、主弁の軸方向に延びる流路と主弁の径方向に延びる流路とにそれぞれ別々に配置される。このため、上記双方向流制御弁では、主弁の外径が大きくなり、双方向流制御弁自体が大型化してしまう。この結果、双方向流制御弁の取付け性が悪化するおそれがある。
 また、双方向流制御弁の大型化を防ぐために、径方向に延びる流路に配置される弁体を小型化することも考えられる。しかし、弁体を小型化した場合、摩耗に対する許容限度が低下するため、弁体と弁座とのシール性を長期間にわたって維持することが困難になるおそれがある。
 本発明は、二つの弁体を有する複合弁及びそれを用いた双方向流制御弁をコンパクト化することを目的とする。
 本発明のある態様によれば、上流側の第1ポートと下流側の第2ポートとを有する第1流路と、前記第1流路から分岐して形成され、第3ポートを有する第2流路と、前記第1流路に設けられ、前記第1ポートから前記第3ポートへの作動流体の流通のみを許容する第1弁体と、前記第1弁体に設けられ、前記第1流路の一部を形成する貫通孔と、前記第1流路に設けられ、前記貫通孔を通じて前記第1ポートから前記第2ポートへ流れる作動流体の流通のみを許容する第2弁体と、を備え、前記第1弁体は、前記第2弁体よりも上流に配置される複合弁が提供される。
図1は、本発明の実施形態に係るソレノイドバルブの断面図である。 図2は、図1の複合弁を拡大した図面である。 図3は、図2のIII-III線に沿う断面図である。 図4は、複合弁の変形例を示す図面である。 図5は、複合弁の油圧回路図である。
 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
 図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る複合弁70及びそれを用いたソレノイドバルブ100について説明する。
 図1に示されるソレノイドバルブ100は、建設機械や産業機械等に設けられ、図示しない流体圧力源からアクチュエータ(負荷)に供給される作動流体の流量やアクチュエータからタンク等へ排出される作動流体の流量を制御する。このソレノイドバルブ100は、メインポート220からサブポート230へ流れる作動流体の流量とサブポート230からメインポート220へ流れる作動流体の流量との双方を制御することが可能な双方向流制御弁である。
 ソレノイドバルブ100は、バルブブロック200に設けられる非貫通の挿入孔210に挿入固定される。バルブブロック200には、一端が挿入孔210の底面に開口し、他端がバルブブロック200の外面に開口して図示しない配管等を通じて流体圧力源とタンクとの何れかに図示しない切換弁を介して選択的に接続されるメインポート220と、一端が挿入孔210の側面に開口し、他端がバルブブロック200の外面に開口して図示しない配管等を通じてアクチュエータに接続されるサブポート230と、を有する。
 ソレノイドバルブ100では、作動流体として作動油が用いられる。作動油は、メインポート220が流体圧力源に接続される場合には、メインポート220からサブポート230へと流れ、メインポート220がタンクに接続される場合には、サブポート230からメインポート220へと流れる。作動流体は、作動油に限定されず、他の非圧縮性流体または圧縮性流体であってもよい。
 ソレノイドバルブ100は、メインポート220及びサブポート230を通じてアクチュエータに供給される作動油またはアクチュエータから排出される作動油の流量を制御する主弁22と、挿入孔210内に固定され主弁22が摺動自在に挿入される中空円筒状のスリーブ12と、主弁22を軸方向に変位させるソレノイド部60と、を備える。
 スリーブ12は、主弁22の外周面を摺動自在に支持する摺動支持部12aと、主弁22が着座するシート部13と、を有する。
 シート部13の内周には、メインポート220側から順に、円孔状の第1シート部13aと、円錐台状の第2シート部13bと、の2つのシート部が形成される。第1シート部13aの中心軸と第2シート部13bの中心軸とは、スリーブ12の中心軸と一致している。
 スリーブ12には、第2シート部13bと摺動支持部12aとの間に、スリーブ12内の空間とサブポート230とを連通する連通孔12bが周方向に間隔をあけて複数形成される。
 シート部13の外周と摺動支持部12aの外周とには、連通孔12bを挟むようにして、それぞれOリング51,52が配置される。連通孔12bとサブポート230との接続部は、スリーブ12と挿入孔210との間で圧縮されるこれら二つのOリング51,52によって封止される。特にシート部13の外周に設けられるOリング51によって、スリーブ12と挿入孔210との間の隙間を通じてメインポート220とサブポート230とが連通することが防止される。
 主弁22は、円柱状部材であり、一端面22eがシート部13側に位置し、摺動部22cが摺動支持部12aに摺動支持されるようにスリーブ12内に配置される。
 主弁22の一端面22e側には、第1シート部13aに摺動自在に挿入される円柱状のスプール弁22aが形成され、スプール弁22aと摺動部22cとの間には、第2シート部13bに着座する円錐台状のポペット弁22bが形成される。また、主弁22には、ポペット弁22bと摺動部22cとの間に、主弁22の軸方向に対して垂直な面を有する段部22hが形成される。段部22hには連通孔12bを通じてサブポート230の圧力が作用する。
 主弁22の一端面22eには、メインポート220に連通する凹部22gがスプール弁22aと同軸上に形成される。スプール弁22aには、一端が第1シート部13aと摺動する面に開口し、他端が凹部22gの内周面に開口する貫通孔22dが周方向に間隔をあけて複数形成される。
 第1シート部13aにより閉塞される各貫通孔22dは、ポペット弁22bと第2シート部13bとが離れる方向にスプール弁22aが移動するのに伴って、徐々に開口する。つまり、第1シート部13aから露出する各貫通孔22dの面積は、スプール弁22aの移動量に応じて変化する。このように、各貫通孔22dの開口面積を変化させることによって、メインポート220からサブポート230へ流れる作動油の流量、または、サブポート230からメインポート220へ流れる作動油の流量を制御することができる。
 各貫通孔22dは、ポペット弁22bが第2シート部13bに当接するときであっても、第1シート部13aによって完全に閉塞されないように配置される。つまり、各貫通孔22dの開口面積は、ポペット弁22bが第2シート部13bに当接する閉弁位置において最小値となり、ポペット弁22bが開弁方向に変位するにつれて漸次増大する。
 なお、各貫通孔22dは、ポペット弁22bが第2シート部13bからある程度離れるまで第1シート部13aによって閉塞されるように配置されてもよい。この場合、主弁22がある程度変位するまで作動油の流量をほぼゼロに設定することができる。
 主弁22の他端面22fは、主弁22と、スリーブ12と、ソレノイド部60と、により画定されるパイロット圧室42に臨んでいる。
 バルブブロック200には、メインポート220とパイロット圧室42とを接続するメイン導入通路240と、サブポート230とパイロット圧室42とを接続するサブ導入通路250と、が形成される。メイン導入通路240及びサブ導入通路250は、スリーブ12とバルブブロック200との間に形成される環状空間40と、スリーブ12に形成されオリフィスとして機能する導入孔41と、を通じてパイロット圧室42に連通する。
 また、メイン導入通路240には、メインポート220からパイロット圧室42への流れのみを許容するメイン導入逆止弁241が設けられ、サブ導入通路250には、サブポート230からパイロット圧室42への流れのみを許容するサブ導入逆止弁251が設けられる。
 このため、メインポート220の圧力がサブポート230の圧力よりも高い場合には、メインポート220の作動油がメイン導入通路240、メイン導入逆止弁241、環状空間40及び導入孔41を通じてパイロット圧室42へと導かれる。このとき、パイロット圧室42からサブポート230への流れはサブ導入逆止弁251によって遮断される。一方、サブポート230の圧力がメインポート220の圧力よりも高い場合には、サブポート230の作動油がサブ導入通路250、サブ導入逆止弁251、環状空間40及び導入孔41を通じてパイロット圧室42へと導かれる。このとき、パイロット圧室42からメインポート220への流れはメイン導入逆止弁241によって遮断される。
 パイロット圧室42内には、主弁22とソレノイド部60との間に、メインリターンスプリング24が圧縮して設けられる。
 メインリターンスプリング24の付勢力は、主弁22を閉弁させる方向に作用する。また、メインポート220の圧力は、主弁22の第2シート部13bにおける断面に相当する第1開弁受圧面S1に作用し、主弁22を開弁させる方向に作用する。また、サブポート230の圧力は、主弁22の段部22hにおける断面に相当する第2開弁受圧面S2に作用し、主弁22を開弁させる方向に作用する。また、パイロット圧室42内の圧力は、筒部22cにおける断面に相当する閉弁受圧面S3に作用し、主弁22を閉弁させる方向に作用する。
 このため、主弁22は、第1開弁受圧面S1に作用するメインポート220の圧力による推力と第2開弁受圧面S2に作用するサブポート230の圧力による推力との合力が、閉弁受圧面A2に作用するパイロット圧室42内の圧力による推力とメインリターンスプリング24の付勢力との合力を上回ると開弁方向に変位し、下回ると閉弁方向に変位する。
 主弁22は、さらに、パイロット圧室42とメインポート220とを接続する第1流路としての第1連通路23aと、第1連通路23aから分岐して形成され第1連通路23aとサブポート230とを接続する第2流路としての第2連通路23bと、を有する。
 第1連通路23aは、その中心軸が主弁22の中心軸に一致するように主弁22に形成される貫通孔であり、一端が他端面22fに開口し、他端が凹部22gに開口する。このため、第1連通路23aの加工は、主弁22の凹部22g等を加工する際に併せて行われる。第2連通路23bは、主弁22の径方向に形成され、一端が第1連通路23aに連通し、他端が主弁22の外周面に開口する。第2連通路23bの他端は、主弁22が軸方向に変位する範囲において、連通孔12bと常に連通するように配置される。第1連通路23aには、後述の複合弁70が設けられる。
 主弁22には、さらに、パイロット圧室42と第1連通路23aとの連通状態を調節することによってパイロット圧室42内の圧力を制御するパイロット圧制御弁25が設けられる。
 パイロット圧制御弁25は、サブシート部26dが形成される中空円筒状の圧力補償スリーブ26と、サブシート部26dに着座するサブポペット弁27aが一端に設けられる円柱状の副弁27と、を有する。
 圧力補償スリーブ26は、第1連通路23a内に摺動自在に挿入される摺動部26aと、パイロット圧室42に臨むように配置され、摺動部26aよりも外径が大きい鍔部26bと、鍔部26bから摺動部26aにかけて軸方向に貫通して形成される貫通孔26cと、を有する。サブシート部26dは、鍔部26b側に開口する貫通孔26cの開口端に形成される。このため、第1連通路23aとパイロット圧室42とは、サブシート部26dと貫通孔26cとを通じて連通する。
 鍔部26bと主弁22の他端面22fとの間には、複数の皿バネからなる圧力補償スプリング28が介装される。圧力補償スリーブ26は、圧力補償スプリング28によって主弁22から離れる方向へと付勢される。
 サブポペット弁27aがサブシート部26dから離座し、サブポペット弁27aとサブシート部26dとの間に隙間が形成されると、パイロット圧室42内の作動油が、この隙間から、貫通孔26cを通じて第1連通路23aへ導かれ、複合弁70を通じてメインポート220またはサブポート230へと排出される。パイロット圧室42には、メイン導入通路240又はサブ導入通路250を通じて作動油が導かれるが、導入孔41によってパイロット圧室42への作動油の流入が制限されるため、結果として、パイロット圧室42内の圧力は低下する。このようにしてパイロット圧室42内の圧力は、パイロット圧制御弁25によって制御される。
 サブポペット弁27aとサブシート部26dとの間の隙間の大きさは、圧力補償スリーブ26に対する副弁27の軸方向における位置を変更することによって調節される。副弁27の軸方向の位置はソレノイド部60によって制御されるので、この隙間の大きさはソレノイド部60によって制御されることとなる。
 ソレノイド部60は、電流が供給されることにより副弁27を駆動するコイル62と、コイル62が外周に設けられる有底筒状のソレノイドチューブ14と、ソレノイドチューブ14内に摺動自在に収容され副弁27が連結されるプランジャ33と、ソレノイドチューブ14とスリーブ12とを連結する連結部材16と、を有する。
 ソレノイドチューブ14内には、軸心に副弁27が固定される円筒状のプランジャ33と、軸方向に移動自在な円柱状のリテーナ34と、プランジャ33とリテーナ34との間に圧縮して介装されるサブリターンスプリング35と、が設けられる。プランジャ33は、サブリターンスプリング35によって、副弁27の先端に形成されるサブポペット弁27aがサブシート部26dに着座する方向へと付勢される。
 プランジャ33には、軸方向に貫通する複数の貫通孔33aが形成されており、サブリターンスプリング35が配置されるスプリング室44は貫通孔33aを通じてパイロット圧室42と連通する。このため、スプリング室44内の圧力は、パイロット圧室42内の圧力と同等となり、サブリターンスプリング35の付勢力とスプリング室44内の圧力とは、サブポペット弁27aをサブシート部26dへ押圧する方向へと作用する。
 ソレノイドチューブ14の端部14dには、調節ネジ36が軸方向に貫通して螺着される。調節ネジ36の一端は、スプリング室44内のリテーナ34に当接しており、調節ネジ36が回転されるとリテーナ34の軸方向における位置が変更され、サブリターンスプリング35の付勢力が変化する。このように、調節ネジ36を回転することによって、プランジャ33に作用するサブリターンスプリング35の初期荷重を変更することができる。ソレノイドチューブ14から突出する調節ネジ36の他端は、ソレノイドチューブ14に取り付けられるカバー63によって覆われる。
 連結部材16は、バルブブロック200の挿入孔210内に挿入される挿入部16aと、ソレノイドバルブ100をバルブブロック200に対して固定するためのフランジ部16bと、を有する。連結部材16は、フランジ部16bの内周面にソレノイドチューブ14が螺合され、挿入部16aにスリーブ12が螺合されることでスリーブ12とソレノイドチューブ14とを連結する。
 挿入部16aの外周には、シール部材としてのOリング53が配置される。連結部材16と挿入孔210との間で圧縮されるOリング53によって、挿入孔210内と外部との連通は遮断される。このため、挿入孔210内の作動油が外部に漏れることが防止されるとともに、外部から水や粉塵等が挿入孔210内に侵入することが防止される。
 フランジ部16bにはボルト15が挿通する図示しないボルト孔が複数形成されており、フランジ部16bは、ボルト15を介してバルブブロック200に締結される。連結部材16がバルブブロック200に締結されることによって、ソレノイドバルブ100は、バルブブロック200に対して固定される。
 次に、図1~3を参照して、主弁22の第1連通路23aに設けられる複合弁70について説明する。
 図2に示すように、複合弁70は、第1連通路23aの上流側に設けられパイロット圧制御弁25を介してパイロット圧室42に接続される第1ポートP1と、第1連通路23aの下流側に設けられメインポート220に連通する第2ポートP2と、第2連通路23bに設けられサブポート230に連通する第3ポートP3と、を有する。
 複合弁70は、第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通のみを許容する第1弁体71と、第1ポートP1から第2ポートP2への作動油の流通のみを許容する第2弁体72と、第1弁体71を摺動自在に支持するとともに第2弁体72を摺動自在に収容する支持部材76と、を有する。図2に示されるように、第1弁体71と第2弁体72とは、直線状に形成される第1連通路23aに沿って並ぶように直列配置される。つまり、主弁22の径方向に形成される第2連通路23bを流通する作動油の流れ方向を規制する第1弁体71は、第2連通路23bではなく、第2弁体72とともに主弁22の軸方向に形成される第1連通路23aに配置される。なお、第1連通路23aは、直線状に限定されず、屈曲部を有していてもよい。この場合も第1弁体71と第2弁体72とは第1連通路23aに沿って直列配置される。
 第1弁体71は、有底円筒状のポペット弁であり、第1連通路23aの軸方向に沿って設けられる中空円筒部71aと、第1連通路23aに設けられる円錐台状のシート部23dに着座する弁部71cが形成される頂部71bと、を有する。頂部71bには、第1連通路23aの軸方向に貫通する貫通孔71dが形成される。
 シート部23dは、第1連通路23aに第2連通路23bが開口する部分よりもパイロット圧室42側に設けられる。このため、弁部71cがシート部23d着座すると、第1ポートP1と第3ポートP3との連通が遮断される。シート部23dは第1連通路23aに直接形成されてもよいし、シート部23dが形成された部材が第1連通路23a内に挿入固定されてもよい。
 支持部材76は、第1連通路23a内に固定される本体部76aと、本体部76aから第1ポートP1に向かって突出し第1弁体71の中空円筒部71aに挿入される支持部76bと、本体部76aの内部に形成され第2弁体72が収容される収容孔76cと、軸方向に貫通して形成される流通孔76dと、を有する。第1弁体71と第2弁体72とは、支持部材76によって第1連通路23aに沿って変位するように支持される。支持部材76は、本体部76aの外周が第1連通路23aに螺合されることによって第1連通路23a内に固定される。
 第1弁体71内には、支持部76bによって第1圧力室79が区画され、第1圧力室79には、貫通孔71dを通じて第1ポートP1の圧力が導かれる。第1圧力室79内には、第1弁体71を閉弁方向へ付勢する第1付勢部材としての第1スプリング73が収装される。
 ここで、第1圧力室79の径D2は、第1圧力室79内に第1スプリング73を収容し易くするために大きくすることが好ましい。しかし、第1圧力室79には、貫通孔71dを通じて第1ポートP1の圧力が導かれるので、第1圧力室79の径D2をシート部23dの径D1よりも大きくしてしまうと、第1弁体71を閉弁する方向に作用する力の方が大きくなるので、第1弁体71が開弁できなくなる。
 このため、第1圧力室79の径D2は、シート部23dの径D1よりも小さく設定される。換言すれば、第1弁体71の弁部71cがシート部23dに着座した状態において、第1弁体71を開弁する方向に作用する第1ポートP1の圧力を受ける頂部71bの第1受圧面A1の面積が、第1圧力室79の圧力を受ける頂部71bの第2受圧面A2の面積よりも大きくなるように第1圧力室79の径D2は設定される。
 また、中空円筒部71aの端面71eと軸方向に対向する支持部材76の本体部76aとの間には、第3ポートP3の圧力が導かれる円環状の第2圧力室80が形成される。第2圧力室80の内径は、図2に示されるように、第1圧力室79の径D2に等しく、シート部23dの径D1よりも小さい。このため、第2圧力室80内に導かれる作動油の圧力は、第1弁体71を閉弁させる方向に作用する。
 中空円筒部71aの外周面には、図3に示されるように、切欠き71fが周方向に間隔をあけて複数形成される。この切欠き71fと第1連通路23aとによって、第2圧力室80へ第3ポートP3の圧力を導く連通路80aが画定される。切欠き71fは上記構成に限定されず、第1連通路23aの内壁面を切り欠いて形成されてもよい。また、連通路80aの形状は、切欠きに限定されず、圧力を導くことができればどのような形状であってもよく、例えば、中空円筒部71aの内部や主弁22の内部に形成され、第2圧力室80と第3ポートP3とを連通する孔であってもよい。また、連通路80aの数は、複数に限定されず、一つだけであってもよい。また、切欠き71fを周方向に等間隔に複数形成した場合、第1連通路23aの内壁面と中空円筒部71aとの接触面積が減少するため、摺動抵抗を低減させることができる。
 また、支持部材76の支持部76bの外周には、支持部76bと中空円筒部71aとの間で圧縮されるシール部材としてのOリング81が配置される。このため、支持部76bと中空円筒部71aとの間の隙間を通じて第1圧力室79と第2圧力室80とが連通することが防止される。さらに、支持部材76の本体部76aの外周には、本体部76aと第1連通路23aとの間で圧縮されるOリング82が配置される。このため、本体部76aと第1連通路23aとの間の隙間を通じて第2圧力室80と第2ポートP2とが連通することが防止される。なお、Oリング81,82のはみ出しを抑制するために、Oリング81,82に隣接してバックアップリングを配置してもよい。連通を遮断する部材としては、Oリング81,82に限定されず、シールリングなどのように密閉可能なシール部材であればどのようなものが用いられてもよい。
 第1弁体71は、第1ポートP1の圧力が第3ポートP3の圧力よりも所定値以上の差をもって大きくなった場合に、第1スプリング73を圧縮して移動してシート部23dから離座する。具体的には、第1ポートP1の圧力と第3ポートP3の圧力との圧力差による第1弁体71を開弁させる方向に作用する力が、第1スプリング73の付勢力を上回ったときに、弁部71cはシート部23dから離座する。そして、弁部71cとシート部23dとの間の隙間を通じて第1ポートP1から第3ポートP3へ作動油が導かれる。
 一方、第3ポートP3の圧力が第1ポートP1の圧力と同じになるかそれ以上になると、第1スプリング73の付勢力とともに、第2圧力室80内の圧力が第1弁体71を閉弁させる方向へと作用するので、第1弁体71はシート部23dに着座する。このようにして、第1弁体71は第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通のみを許容し、その逆流を阻止する。
 第2弁体72は、有底円筒状のポペット弁であり、収容孔76c内に摺動支持される中空円筒部72aと、収容孔76cに形成された円錐台状のシート部76eに着座する弁部72bと、中空円筒部72aと弁部72bとの間に形成され径方向に貫通する径方向連通孔72cと、を有する。
 第2弁体72を収容する支持部材76の収容孔76cの開口端側には、円環状のスプリングシート77と、スプリングシート77を収容孔76c内に固定するためのスナップリング78と、が設けられる。第2弁体72とスプリングシート77との間には第2付勢部材としての第2スプリング74が圧縮して介装され、第2弁体72は、第2スプリング74によって閉弁方向へ付勢される。
 第2弁体72は、第1ポートP1の圧力が第2ポートP2の圧力よりも所定値以上の差をもって大きくなった場合に、第2スプリング74を圧縮して移動してシート部76eから離座する。具体的には、第1ポートP1の圧力と第2ポートP2の圧力との圧力差による第2弁体72を開弁させる方向に作用する力が、第2スプリング74の付勢力を上回ったときに、弁部72bはシート部76eから離座する。そして、貫通孔71d、流通孔76d、径方向連通孔72c及び第2弁体72内の中空部72dを通じて第1ポートP1から第2ポートP2へ作動油が導かれる。
 ここで、貫通孔71dの径が流通孔76dの径よりも小さいと、貫通孔71dが絞りとなって第2弁体72に作用する圧力が低下し、第2弁体72の開閉速度が遅くなり、応答性が低下するおそれがある。このため、貫通孔71dの径は、流通孔76dの径よりも大きく設定される。
 また、貫通孔71dの径が小さいと、貫通孔71dが絞りとなって第1圧力室79の圧力が低下し、第1ポートP1と第3ポートP3との圧力差が設定値よりも小さいときに第1弁体73が開弁するおそれがある。このような開弁を防止するためには、第1スプリング73の付勢力を大きくする必要があるが、第1スプリング73の付勢力を大きくすると、第1弁体71が開弁しにくくなり応答性が低下してしまう。このため、貫通孔71dの径は可能な限り大きくすることが好ましい。貫通孔71dの径を大きくした場合、第1スプリング73の付勢力を小さくすることが可能となり、第1スプリング73の設定の自由度が高くなるとともに、第1弁体71の応答性を向上させることができる。なお、要求される各弁体71,72の応答性等が満たされれば、貫通孔71dの径は、流通孔76dの径より小さく設定されてもよい。
 一方、第2ポートP2の圧力が第1ポートP1の圧力と同じになるかそれ以上になると、第2スプリング74の付勢力とともに、第2ポートP2の圧力が第2弁体72を閉弁させる方向へと作用するので、第2弁体72はシート部76eに着座する。このようにして、第2弁体72は第1ポートP1から第2ポートP2への作動油の流通のみを許容し、その逆流を阻止する。
 次に、ソレノイドバルブ100の動作について説明する。
 まず、メインポート220が流体圧力源に接続され、メインポート220からサブポート230へ流れる作動油の流量を制御する場合について説明する。
 コイル62に電流が供給されていないときには、サブリターンスプリング35の付勢力によって、プランジャ33が押圧され、副弁27のサブポペット弁27aがサブシート部26dに着座し、パイロット圧室42は閉塞された状態となる。このため、パイロット圧室42内にはメイン導入通路240,環状空間40及び導入孔41を通じてメインポート220の作動油が導かれ、パイロット圧室42内の圧力はメインポート220の圧力と同等となる。つまり、閉弁受圧面S3には、メインポート220の圧力と同等の圧力が作用することになる。
 ここで、パイロット圧室42内の圧力が作用する閉弁受圧面S3の面積は、メインポート220の圧力が作用する第1開弁受圧面S1の面積よりも大きく、また、サブポート230の圧力は、メインポート220の圧力と比較して十分に低い。したがって、閉弁受圧面S3に作用するパイロット圧室42内の圧力による推力とメインリターンスプリング24の付勢力との合力が、第1開弁受圧面S1に作用するメインポート220の圧力による推力と第2開弁受圧面S2に作用するサブポート230の圧力による推力との合力を上回り、主弁22は、シート部13を閉塞する方向に付勢される。このように、コイル62が非通電状態にあるときには、メインポート220からサブポート230への作動油の流れが遮断される。
 一方、コイル62に電流が供給されると、ソレノイド部60が発生する推力によってプランジャ33がサブリターンスプリング35の付勢力に打ち勝ってコイル62側へと吸引される。そして、プランジャ33とともに副弁27が変位することで、サブポペット弁27aはサブシート部26dから離座し、サブポペット弁27aとサブシート部26dとの間に隙間が形成される。パイロット圧室42内の作動油は、この隙間を通じて第1連通路23a、すなわち、複合弁70の第1ポートP1へと導かれる。
 ここで、複合弁70の第2ポートP2はメインポート220に臨むように配置されているため、第2ポートP2の圧力はメインポート220の圧力と同じである。つまり、第2ポートP2の圧力は第1ポートP1の圧力と略同圧となっている。このため、上述のように、第1ポートP1から第2ポートP2への作動油の流通は第2弁体72によって遮断される。
 これに対して、複合弁70の第3ポートP3はサブポート230に臨むように配置されているため、第3ポートP3の圧力は、第1ポートP1の圧力すなわちメインポート220の圧力よりも十分に低い。このため、上述のように、第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通は第1弁体71によって許容される。この結果、パイロット圧室42内の作動油は、第1連通路23a,第2連通路23b及び連通孔12bを通じてサブポート230へと排出される。
 メインポート220からパイロット圧室42への作動油の流入は、導入孔41によって制限されるため、パイロット圧室42内の圧力は、パイロット圧室42とサブポート230とが連通することによって低下する。そして、閉弁受圧面S3に作用するパイロット圧室42内の圧力による推力とメインリターンスプリング24の付勢力との合力と、第1開弁受圧面S1に作用するメインポート220の圧力による推力と第2開弁受圧面S2に作用するサブポート230の圧力による推力との合力と、がバランスするまで主弁22はシート部13を開放する方向へと変位する。この結果、作動油は、貫通孔22dと第1シート部13aとの間、ポペット弁22bと第2シート部13bとの間及び連通孔12bを通じて、メインポート220からサブポート230へと流れる。
 コイル62に供給される電流が増加されると、サブポペット弁27aはサブシート部26dからさらに離れる。この結果、パイロット圧室42からサブポート230へと排出される作動油の量が増加し、パイロット圧室42内の圧力はさらに低下する。そして、パイロット圧室42内の圧力の低下に応じて主弁22がシート部13を開放する方向へとさらに移動し、スプール弁22aの貫通孔22dが第1シート部13aから露出される面積が大きくなる。この結果、メインポート220からサブポート230へと流れる作動油の流量が増加する。
 このように、コイル62に供給される電流を増減し、主弁22の変位量を制御することによって、メインポート220からサブポート230へと流れる作動油の流量が制御される。
 そして、コイル62への通電が停止されると、プランジャ33を吸引する推力が消失するため、プランジャ33は、サブリターンスプリング35の付勢力によって押圧される。そして、副弁27のサブポペット弁27aがサブシート部26dに着座すると、パイロット圧室42内には導入孔41を通じてメインポート220の作動油が導かれ、パイロット圧室42内の圧力は、メインポート220の圧力と同等となるまで上昇する。
 パイロット圧室42内の圧力がメインポート220の圧力と同等になると、上述のように、第1開弁受圧面S1に作用するメインポート220の圧力による推力と第2開弁受圧面S2に作用するサブポート230の圧力による推力との合力が、閉弁受圧面S3に作用するパイロット圧室42内の圧力による推力とメインリターンスプリング24の付勢力との合力を下回るため、主弁22は、シート部13を閉塞する方向に付勢される。この結果、主弁22は、シート部13を閉塞する方向へと変位し、メインポート220からサブポート230への作動油の流れが遮断される。
 続いて、メインポート220がタンクに接続され、サブポート230からメインポート220へ流れる作動油の流量を制御する場合について説明する。
 コイル62に電流が供給されていないときには、サブリターンスプリング35の付勢力によって、プランジャ33が押圧され、副弁27のサブポペット弁27aがサブシート部26dに着座し、パイロット圧室42は閉塞された状態となる。このため、パイロット圧室42内にはサブ導入通路250,環状空間40及び導入孔41を通じてサブポート230の作動油が導かれ、パイロット圧室42内の圧力はサブポート230の圧力と同等となる。つまり、閉弁受圧面S3には、サブポート230の圧力と同等の圧力が作用することになる。
 ここで、パイロット圧室42内の圧力が作用する閉弁受圧面S3の面積は、サブポート230の圧力が作用する第2開弁受圧面S2の面積よりも大きく、また、メインポート220の圧力は、サブポート230の圧力と比較して十分に低い。したがって、閉弁受圧面S3に作用するパイロット圧室42内の圧力による推力とメインリターンスプリング24の付勢力との合力が、第1開弁受圧面S1に作用するメインポート220の圧力による推力と第2開弁受圧面S2に作用するサブポート230の圧力による推力との合力を上回り、主弁22は、シート部13を閉塞する方向に付勢される。このように、コイル62が非通電状態にあるときには、サブポート230からメインポート220への作動油の流れが遮断される。
 一方、コイル62に電流が供給されると、ソレノイド部60が発生する推力によってプランジャ33がサブリターンスプリング35の付勢力に打ち勝ってコイル62側へと吸引される。そして、プランジャ33とともに副弁27が変位することで、サブポペット弁27aはサブシート部26dから離座し、サブポペット弁27aとサブシート部26dとの間に隙間が形成される。パイロット圧室42内の作動油は、この隙間を通じて第1連通路23a、すなわち、複合弁70の第1ポートP1へと導かれる。
 ここで、複合弁70の第3ポートP3はサブポート230に臨むように配置されているため、第3ポートP3の圧力はサブポート230の圧力と同じである。つまり、第3ポートP3の圧力は第1ポートP1の圧力と略同圧となっている。このため、上述のように、第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通は第1弁体71によって遮断される。
 これに対して、複合弁70の第2ポートP2はメインポート220に臨むように配置されているため、第2ポートP2の圧力は、第1ポートP1の圧力すなわちサブポート230の圧力よりも十分に低い。このため、上述のように、第1ポートP1から第2ポートP2への作動油の流通は第2弁体72によって許容される。この結果、パイロット圧室42内の作動油は、第1連通路23a及び凹部22gを通じてメインポート220へと排出される。
 サブポート230からパイロット圧室42への作動油の流入は、導入孔41によって制限されるため、パイロット圧室42内の圧力は、パイロット圧室42とメインポート220とが連通することによって低下する。そして、閉弁受圧面S3に作用するパイロット圧室42内の圧力による推力とメインリターンスプリング24の付勢力との合力と、第1開弁受圧面S1に作用するメインポート220の圧力による推力と第2開弁受圧面S2に作用するサブポート230の圧力による推力との合力と、がバランスするまで主弁22はシート部13を開放する方向へと変位する。この結果、作動油は、連通孔12b、ポペット弁22bと第2シート部13bとの間、及び、貫通孔22dと第1シート部13aとの間を通じて、サブポート230からメインポート220へと流れる。
 コイル62に供給される電流が増加されると、サブポペット弁27aはサブシート部26dからさらに離れる。この結果、パイロット圧室42からメインポート220へと排出される作動油の量が増加し、パイロット圧室42内の圧力はさらに低下する。そして、パイロット圧室42内の圧力の低下に応じて主弁22がシート部13を開放する方向へとさらに移動し、スプール弁22aの貫通孔22dが第1シート部13aから露出される面積が大きくなる。この結果、サブポート230からメインポート220へと流れる作動油の流量が増加する。
 このように、コイル62に供給される電流を増減し、主弁22の変位量を制御することによって、サブポート230からメインポート220へと流れる作動油の流量が制御される。
 そして、コイル62への通電が停止されると、プランジャ33を吸引する推力が消失するため、プランジャ33は、サブリターンスプリング35の付勢力によって押圧される。そして、副弁27のサブポペット弁27aがサブシート部26dに着座すると、パイロット圧室42内には導入孔41を通じてサブポート230の作動油が導かれ、パイロット圧室42内の圧力は、サブポート230の圧力と同等となるまで上昇する。
 パイロット圧室42内の圧力がサブポート230の圧力と同等になると、上述のように、第1開弁受圧面S1に作用するメインポート220の圧力による推力と第2開弁受圧面S2に作用するサブポート230の圧力による推力との合力が、閉弁受圧面S3に作用するパイロット圧室42内の圧力による推力とメインリターンスプリング24の付勢力との合力を下回るため、主弁22は、シート部13を閉塞する方向に付勢される。この結果、主弁22は、シート部13を閉塞する方向へと変位し、サブポート230からメインポート220への作動油の流れが遮断される。
 このように、メインポート220からサブポート230へと流れる作動油、または、サブポート230からメインポート220へと流れる作動油の流量は、コイル62に供給される電流を増減し、パイロット圧室42内の圧力を変化させることによって制御することができる。
 また、コイル62が非通電状態にあるときにパイロット圧室42内の圧力が上昇し、この圧力が鍔部26bに及ぼす力が圧力補償スプリング28の付勢力を上回ると圧力補償スリーブ26は主弁22側へと変位する。このとき、圧力補償スリーブ26の変位に追従して副弁27及びプランジャ33も変位し、サブリターンスプリング35が伸張することでサブリターンスプリング35の付勢力が低下する。このため、パイロット圧室42内の圧力の上昇に伴いスプリング室44内の圧力が上昇したとしても、サブリターンスプリング35の付勢力が低下するので、プランジャ33を吸引するために要する推力が上昇することを抑制し、常に同じ電流でプランジャ33を駆動させることができる。
 以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
 本実施形態では、主弁22の径方向に形成される第2連通路23bを流通する作動油の流れ方向を規制する第1弁体71は、第2連通路23bではなく、第2弁体72とともに主弁22の軸方向に形成される第1連通路23a内に配置される。このように、二つの弁体71,72が一つの第1連通路23aに直列配置されるため、複合弁70をコンパクト化することができる。そして、この複合弁70が内蔵される主弁22は、径方向に形成される第2連通路23bに弁体が配置されないので、第2連通路23bを短くすることができる。このため、主弁22の外径を小さくすることが可能となり、結果として、ソレノイドバルブ100の大型化が防止され、その取付け性を向上させることができる。
 また、第1弁体71を小型化する必要がなくなるため、第1弁体71を小型化した場合と比較し、シール性を長期間にわたって維持することが可能となり、耐久性を向上させることができる。
 また、主弁22の外径が小さくなることにより、スリーブ12の外径を小さくすることが可能となる。このため、スリーブ12を押圧固定する連結部材16も小型化することができるとともに、連結部材16を固定するボルト15の強度を低減することができる。
 次に、図4を参照して、上記実施形態に係る複合弁70の変形例について説明する。
 上記実施形態に係る複合弁70において、第1ポートP1と第2ポートP2とを有する第1連通路23aは、直線状に形成され、第1弁体71の変位方向と第2弁体72の変位方向とは同じである。これに代えて、図4に示すように、第1連通路123aに屈曲部を設け、第1弁体171の変位方向と第2弁体172の変位方向とを異ならせてもよい。
 図4に示される複合弁170は、第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通のみを許容する第1弁体171と、第1ポートP1から第2ポートP2への作動油の流通のみを許容する第2弁体172と、を有する。第1弁体171には、上記実施形態に係る複合弁70の第1弁体71と同様に、貫通孔171dが形成され、この貫通孔171dを通じて第1ポートP1から第2弁体172へと作動油が導かれる。第1弁体171及び第2弁体172が開閉する条件は、上記実施形態に係る複合弁70と同様であるため、その説明を省略する。
 図4に示される変形例では、第1連通路123aに屈曲部を設けることで、第1ポートP1、第2ポートP2及び第3ポートP3を複合弁170の同一側面に開口させることができる。このように、第1連通路123aを直角や鋭角、鈍角に折れ曲がった屈曲部やクランク部を有する通路として形成することで、複合弁170をコンパクト化することができるとともに、各ポートP1~P3を任意の位置で開口させることができる。
 上記実施形態に係る複合弁70の油圧回路と変形例の複合弁170の油圧回路とは、図5に示されるように同一である。図5において、一点鎖線で示される第1弁体71,171は、第1弁体71,171の下流側に配置され、二点鎖線で示される第2弁体72,172へ第1ポートP1から作動油を導く機能と、第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通のみを許容する機能と、の二つの機能を有する。一方、第2弁体72,172は、第2ポートP2への作動油の流通のみを許容する機能を有する。つまり、第1弁体71,171と第2弁体72,172とがこれらの機能を有していれば、第1連通路23a,123aはどのように配索されてもよく、上記実施形態のように直線的であってもよいし、上記変形例のように折れ曲がっていてもよい。
 以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
 複合弁70は、上流側の第1ポートP1と下流側の第2ポートP2とを有する第1連通路23aと、第1連通路23aから分岐して形成され、第3ポートP3を有する第2連通路23bと、第1連通路23aに設けられ、第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通のみを許容する第1弁体71と、第1弁体71に設けられ、第1連通路23aの一部を形成する貫通孔71dと、第1連通路23aに設けられ、貫通孔71dを通じて第1ポートP1から第2ポートP2へ流れる作動油の流通のみを許容する第2弁体72と、を備え、第1弁体71は、第2弁体72よりも上流に配置される。
 この構成では、第2連通路23bを流通する作動油の流れ方向を規制する第1弁体71は、第2連通路23bではなく、第2弁体72とともに第1連通路23aに直列配置される。このように、二つの弁体71,72が一つの第1連通路23aに直列配置されるため、二つの弁体71,72をそれぞれ別々の流路に配置した場合と比較しコンパクト化することができる。
 また、第1連通路23aは、直線状に形成される。
 この構成では、第1弁体71と第2弁体72とが配置される第1連通路23aが直線状に形成される。二つの弁体71,72が一直線上に配置されることになるため、二つの弁体71,72が配置される流路が直線状ではない場合と比較しコンパクト化することができるとともに、組み立て性を向上させることができる。
 また、第1弁体71及び第2弁体72は、第1連通路23aに沿って変位する。
 この構成では、第1弁体71の変位方向と第2弁体72の変位方向とがともに第1連通路23aに沿った方向となる。二つの弁体71,72の変位方向が同じであるため、二つの弁体71,72の変位方向が異なる場合、例えば変位方向が直交するような場合と比較しコンパクト化することができる。さらに、変位方向が二つの弁体71,72が配置される第1連通路23aに沿っているため、変位方向が第1連通路23aに対して所定の角度を有するような場合と比較しコンパクト化することができる。
 また、複合弁70では、第1ポートP1の圧力と第2ポートP2の圧力が略同圧であり、その圧力が第3ポートP3の圧力よりも所定値以上の差をもって大きくなった場合に、第1弁体71は第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通を許容し、第2弁体72は第1ポートP1から第2ポートP2への作動油の流通を遮断し、第1ポートP1の圧力と第3ポートP3の圧力が略同圧であり、その圧力が第2ポートP2の圧力よりも所定値以上の差をもって大きくなった場合に、第1弁体71は第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通を遮断し、第2弁体72は第1ポートP1から第2ポートP2への作動油の流通を許容する。
 この構成では、第1ポートP1の圧力と第2ポートP2の圧力とが略同圧であり、第3ポートP3の圧力がこれらの圧力よりも低いときと、第1ポートP1の圧力と第3ポートP3の圧力とが略同圧であり、第2ポートP2の圧力がこれらの圧力よりも低いときとで第1弁体71及び第2弁体72が作動油の流通を許容するか遮断するかがそれぞれ変更される。このように、この複合弁70では、各ポートP1,P2,P3の圧力に応じて、作動油の流通状態を変更することができる。
 また、複合弁70は、第1連通路23a内に設けられる支持部材76をさらに備え、支持部材76は、第1連通路23a内に固定される本体部76aと、本体部76aから第1ポートP1に向かって突出し第1弁体71を摺動自在に支持する支持部76bと、本体部76a内に形成され第2弁体72が摺動自在に挿入される収容孔76cと、軸方向に貫通して形成される流通孔76dと、を有し、第1弁体71の貫通孔71dを通過した作動油は、流通孔76dを通じて第2弁体72へ導かれる。
 この構成では、第1弁体71と第2弁体72とは、第1連通路23a内に設けられる1つの支持部材76によって支持される。このように、単一の支持部材76によって二つの弁体71,72を第1連通路23a内に容易に配置することができる。また、第1弁体71と第2弁体72とのそれぞれに支持部材やハウジングを有する構成ではないため、製造コストを抑制することができる。
 また、複合弁70は、第1弁体71と支持部76bとの間に介装され、第1弁体71を閉弁方向へ付勢する第1スプリング73と、収容孔76c内に配置され、第2弁体72を閉弁方向へ付勢する第2スプリング74と、をさらに備え、第1スプリング73の付勢方向と第2スプリング74の付勢方向とは、ともに第1連通路23aに沿った方向である。
 この構成では、第1弁体71の付勢方向と第2弁体72の付勢方向とがともに第1連通路23aに沿った方向となる。二つの弁体71,72の付勢方向が同じであるため、二つの弁体71,72の付勢方向が異なる場合、例えば付勢方向が直交するような場合と比較しコンパクト化することができる。さらに、付勢方向が二つの弁体71,72が配置される第1連通路23aに沿っているため、付勢方向が第1連通路23aに対して所定の角度を有するような場合と比較しコンパクト化することができる。
 また、第1弁体71は、第1連通路23aに沿って設けられ支持部76bが挿入される中空円筒部71aと、貫通孔71dが形成されるとともに第1連通路23aに形成されたシート部23dに着座する弁部71cが形成される頂部71bと、を有し、第1弁体71内には、支持部材76の支持部76bによって、貫通孔71dを通じて第1ポートP1の圧力が導かれる第1圧力室79が区画され、弁部71cがシート部23dに着座した状態において、第1弁体71を開弁する方向に作用する第1ポートP1の圧力を受ける頂部71bの第1受圧面A1の面積は、第1圧力室79の圧力を受ける頂部71bの第2受圧面A2の面積よりも大きく設定される。
 第1受圧面A1と第2受圧面A2とには、第1ポートP1の圧力が作用するため、第2受圧面A2の面積が第1受圧面A1の面積よりも大きいと第1弁体71が開弁できなくなる。この構成では、第1弁体71を開弁する方向に作用する第1ポートP1の圧力を受ける頂部71bの第1受圧面A1の面積が、第1圧力室79の圧力を受ける頂部71bの第2受圧面A2の面積よりも大きく設定されるため、第1弁体71は確実に開弁させることができる。
 また、第1弁体71は、第1連通路23aに沿って設けられ支持部76bが挿入される中空円筒部71aと、貫通孔71dが形成されるとともに第1連通路23aに形成されたシート部23dに着座する弁部71cが形成される頂部71bと、を有し、第1弁体71と支持部材76の本体部76aとの間には、第3ポートP3の圧力が連通路80aを通じて導かれ、第1弁体71を閉弁方向へ付勢する第2圧力室80が形成され、連通路80aは、第1弁体71または第1連通路23aに形成される。
 この構成では、第3ポートP3の圧力が導かれる第2圧力室80が第1弁体71と支持部材76の本体部76aとの間に設けられる。このため、第3ポートP3の圧力が第1ポートP1の圧力と略同圧となったときには、第1弁体71を閉弁方向へ付勢する力が大きくなり、第1弁体71を確実に閉弁させることが可能となり、第3ポートP3から第1ポートP1への逆流を防止することができる。一方、第3ポートP3の圧力が低圧となったときには、第1弁体71を閉弁方向へ付勢する力が小さくなるので、第1弁体71を確実に開弁させることができる。
 また、第1弁体71は、第1連通路23aに沿って設けられ支持部76bが挿入される中空円筒部71aと、貫通孔71dが形成されるとともに第1連通路23aに形成されたシート部23dに着座する弁部71cが形成される頂部71bと、を有し、支持部76bの外周には、支持部76bと中空円筒部71aとの間で圧縮されるOリング81が配置される。
 この構成では、支持部76bと中空円筒部71aとの間で圧縮されるOリング81が設けられる。このため、貫通孔71dを通じて第1ポートP1から中空円筒部71a内に導かれる作動油が支持部76bと中空円筒部71aとの隙間を通じて第3ポートP3へ漏れることを防止することができる。また、第3ポートP3の作動油が支持部76bと中空円筒部71aとの隙間を通じて中空円筒部71a内に浸入することを防止することができる。
 また、第1連通路23aには、円錐台状のシート部23dが設けられており、第1弁体71は、シート部23dに着座するポペット弁である。
 この構成では、第1弁体71は、第1連通路23aに設けられるシート部23dに着座するポペット弁として形成される。このため、第1弁体71がシート部23dに着座することにより、第1ポートP1から第3ポートP3への作動油の流通を確実に遮断することができる。
 また、ソレノイドバルブ100は、メインポート220からサブポート230へ流れる作動流体の流量とサブポート230からメインポート220へ流れる作動流体の流量とを制御する双方向流制御弁であって、上述の複合弁70が内蔵され、メインポート220とサブポート230との連通開度を変化させる主弁22と、メインポート220またはサブポート230から作動油が導かれ、主弁22を閉弁方向に付勢するパイロット圧室42と、パイロット圧室42の圧力を制御するソレノイド部60と、を備え、複合弁70は、第1ポートP1がソレノイド部を介してパイロット圧室42に接続され、第2ポートP2がメインポート220に連通し、第3ポートP3がサブポート230に連通するように主弁22内に配置される。
 この構成では、第1ポートP1がパイロット圧室42に接続され、第2ポートP2がメインポート220に連通し、第3ポートP3がサブポート230に連通するように複合弁70が主弁22内に配置される。このように、コンパクト化された複合弁70が主弁22内に配置されるため、主弁22の外径を小さくすることが可能となり、結果として、ソレノイドバルブ100の大型化が防止され、その取付け性を向上させることができる。
 また、第1連通路23aは、その中心軸が主弁22の中心軸に一致するように主弁22に形成される。
 この構成では、第1連通路23aの中心軸が、主弁22の中心軸と一致する。このため、第1連通路23aの加工は、主弁22の凹部22g等を加工する際に併せて行うことが可能となる。この結果、第1連通路23aの加工精度を向上させることができるとともに加工コストを低減させることができる。また、第1連通路23aから径方向に延びる第2連通路23bには弁体が配置されていないので、第2連通路23bに弁体が配置される場合と比較し第2連通路23bを短くすることができる。このため、主弁22の外径を小さくすることができる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
 例えば、上記実施形態では、複合弁70は、ソレノイドバルブ100に適用されているが、これに限定されず、3つのポート間における作動流体の流れを制御する必要があるものであれば、どのような装置にでも適用することができる。
 また、上記実施形態では、複合弁70の第2弁体72は、チェックバルブとして記載されているが、これに限定されず、例えば、リリーフバルブなどのように、第1ポートP1から第2ポートP2への作動流体の流れを許容する構成を有していれば、どのような形式の弁体であってもよい。
 本願は2015年7月31日に日本国特許庁に出願された特願2015-152406に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (10)

  1.  上流側の第1ポートと下流側の第2ポートとを有する第1流路と、
     前記第1流路から分岐して形成され、第3ポートを有する第2流路と、
     前記第1流路に設けられ、前記第1ポートから前記第3ポートへの作動流体の流通のみを許容する第1弁体と、
     前記第1弁体に設けられ、前記第1流路の一部を形成する貫通孔と、
     前記第1流路に設けられ、前記貫通孔を通じて前記第1ポートから前記第2ポートへ流れる作動流体の流通のみを許容する第2弁体と、を備え、
     前記第1弁体は、前記第2弁体よりも上流に配置される複合弁。
  2.  請求項1に記載の複合弁であって、
     前記第1ポートの圧力が前記第3ポートの圧力よりも所定値以上の差をもって大きくなった場合に、前記第1弁体は前記第1ポートから前記第3ポートへの作動流体の流通を許容し、
     前記第1ポートの圧力が前記第2ポートの圧力よりも所定値以上の差をもって大きくなった場合に、前記第2弁体は前記第1ポートから前記第2ポートへの作動流体の流通を許容する複合弁。
  3.  請求項1に記載の複合弁であって、
     前記第1流路内に設けられる支持部材をさらに備え、
     前記支持部材は、前記第1流路内に固定される本体部と、前記本体部から前記第1ポートに向かって突出し前記第1弁体を摺動自在に支持する支持部と、前記本体部内に形成され前記第2弁体が摺動自在に挿入される収容孔と、軸方向に貫通して形成される流通孔と、を有し、
     前記第1弁体の前記貫通孔を通過した作動流体は、前記流通孔を通じて前記第2弁体へ導かれる複合弁。
  4.  請求項3に記載の複合弁であって、
     前記第1弁体と前記支持部との間に介装され、前記第1弁体を閉弁方向へ付勢する第1付勢部材と、前記収容孔内に配置され、前記第2弁体を閉弁方向へ付勢する第2付勢部材と、をさらに備え、
     前記第1付勢部材の付勢方向と前記第2付勢部材の付勢方向とは、ともに前記第1流路に沿った方向である複合弁。
  5.  請求項3に記載の複合弁であって、
     前記第1弁体は、前記第1流路に沿って設けられ前記支持部が挿入される中空円筒部と、前記貫通孔が形成されるとともに前記第1流路に形成されたシート部に着座する弁部が形成される頂部と、を有し、
     前記第1弁体内には、前記支持部材の前記支持部によって、前記貫通孔を通じて前記第1ポートの圧力が導かれる第1圧力室が区画され、
     前記弁部が前記シート部に着座した状態において、前記第1弁体を開弁する方向に作用する前記第1ポートの圧力を受ける前記頂部の第1受圧面の面積は、前記第1圧力室の圧力を受ける前記頂部の第2受圧面の面積よりも大きく設定される複合弁。
  6.  請求項3に記載の複合弁であって、
     前記第1弁体は、前記第1流路に沿って設けられ前記支持部が挿入される中空円筒部と、前記貫通孔が形成されるとともに前記第1流路に形成されたシート部に着座する弁部が形成される頂部と、を有し、
     前記第1弁体と前記支持部材の前記本体部との間には、前記第3ポートの圧力が連通路を通じて導かれ、前記第1弁体を閉弁方向へ付勢する第2圧力室が形成され、
     前記連通路は、前記第1弁体または前記第1流路に形成される複合弁。
  7.  請求項1に記載の複合弁であって、
     前記第1流路は、直線状に形成される複合弁。
  8.  請求項1に記載の複合弁であって、
     前記第1弁体及び第2弁体は、前記第1流路に沿って変位する複合弁。
  9.  メインポートからサブポートへ流れる作動流体の流量と前記サブポートから前記メインポートへ流れる作動流体の流量とを制御する双方向流制御弁であって、
     請求項1に記載の複合弁が内蔵され、前記メインポートと前記サブポートとの連通開度を変化させる主弁と、
     前記メインポートまたは前記サブポートから作動流体が導かれ、前記主弁を閉弁方向に付勢する制御圧室と、
     前記制御圧室の圧力を制御するソレノイド部と、を備え、
     前記複合弁は、前記第1ポートが前記ソレノイド部を介して前記制御圧室に接続され、前記第2ポートが前記メインポートに連通し、前記第3ポートが前記サブポートに連通するように前記主弁内に配置される双方向流制御弁。
  10.  請求項9に記載の双方向流制御弁であって、
     前記複合弁の前記第1流路は、その中心軸が前記主弁の中心軸に一致するように前記主弁に形成される双方向流制御弁。
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