JPH06221452A - 切換弁及びこれを用いた流量制御弁 - Google Patents

切換弁及びこれを用いた流量制御弁

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JPH06221452A
JPH06221452A JP5125886A JP12588693A JPH06221452A JP H06221452 A JPH06221452 A JP H06221452A JP 5125886 A JP5125886 A JP 5125886A JP 12588693 A JP12588693 A JP 12588693A JP H06221452 A JPH06221452 A JP H06221452A
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JP
Japan
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spool
liquid
housing
orifice
land portion
Prior art date
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Pending
Application number
JP5125886A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Hashida
浩一 橋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Priority to DE69401098T priority patent/DE69401098T2/de
Priority to US08/249,741 priority patent/US5495869A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧かつ低粘度の作動液を用いても優れた液
封性と流量制御性能が得られ、シールの破損も起こらな
い流量制御弁を提供する。 【構成】 入口ポート2と出口ポート3を有する筺体内
にスプール4を挿入し、このスプールの両端に液圧を加
える第1、第2液室5、6間をオリフィス7の付いた液
路8で連通させ、スプール変位による弁部9の開度調節
でスプール両端の液圧差によるスプール推力が付勢手段
10の力とバランスする値になってこのときのオリフィ
ス7の通過液量が制御液量となる制御弁に弾性体の環状
シール11を付加し、スプールがその外周のランド部と
筐体内周のランド部との擦れ違いが最大限になる方向に
変位したとき、スプール外周のランド部の縁がシール1
1に接触して液路が閉ざされるようにしたので、閉弁位
置での液洩れがほぼ零になり、シール11とスプール間
の開度調節で微小流量のコントロールも可能になる。ま
た、シール11がスプールと筺体間に入り込まないので
シールの破損も無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高圧かつ低粘度の作
動液を広い流量範囲で緻密にコントロールする必要のあ
る液圧システム、例えば、自動車のブレーキ装置などに
適する切換弁とこの切換弁を含む流量制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に示すように、入口ポート2と出口
ポート3を有する筺体1内にスプール4をほぼ液密に摺
動自在に挿入し、このスプールの一端と他端に液圧を加
える第1液室5と第2液室6間をオリフィス7の付いた
液路8で連通させ、さらに、筺体内周のランド部とスプ
ール外周のランド部を擦れ違わせて通路を開閉する弁部
9とスプールの付勢手段10を設けた流量制御弁は、制
御流量が付勢手段10の力に応じた量になるものとして
知られている。
【0003】即ち、この制御弁は、付勢手段10の力
で、第1、第2液室5、6間の液圧差によるスプール推
力に対向する向きにスプールを付勢する。このとき、ス
プール4は両端に加わる力のバランス点に移動しようと
するので弁部9の開度が自動調節されて上記の液圧差が
付勢手段10の力と釣り合う値になり、この液圧差とオ
リフィス7の断面積とで定まる量の液が、オリフィス
7、第2液室6を通って出口ポート3に流れる。
【0004】なお、弁部9は、図5に示すように、スプ
ール外周に弾性体の環状シール11を配置し、このシー
ルにスプール外周の肩部を接触させる構造にすると高精
度の流量制御が望める。この構造は、本出願人が特開平
3−223578号で提案しているものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図4の流量制御弁は、
弁部9を構成する筺体内周のランド部とスプール外周の
ランド部との間に不可避の隙間ができるのである程度の
液洩れが避けられず、この洩れ分が制御流量の誤差とな
って現われるため、特に、低粘度の作動液を高圧にして
緻密に流量制御しようとする液圧システムには適さな
い。
【0006】一方、図5の流量制御弁は、スプールの肩
部を弾性体の環状シール11に接触させるので液洩れの
問題は無くなるが、作動液の通路となるスプール4の外
周と筺体1の内周との間の隙間12が大き過ぎるとここ
にシール11が噛み込んで破損する。従って、隙間12
はある程度小さくせざるを得ないが、この隙間が小さい
と大流量の通過が望めず、制御弁の用途が狭くなる。
【0007】本発明の課題は、これ等の問題点を無くす
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、筺体内周のランド部とスプール外周のラ
ンド部を擦れ違わせて入口ポートからオリフィス経由で
出口ポートに向かう液流を断続する切換弁に、この切換
弁のスプールがその外周のランド部と筐体内周のランド
部との擦れ違いが最大限になる方向に変位したとき、ス
プールの前記ランド部の縁又は筐体内周のランド部の縁
に接触して液の通路を閉じる弾性体の環状シールを設け
る。
【0009】また、本発明の流量制御弁は、上記の課題
を解決するため弾性体の環状シールを有する前述の切換
弁を、切換弁の弁部のスプール変位による自動開度調節
作用で前記第1、第2液室間の液圧差によるスプール推
力がこれに対向させた付勢手段の付勢力とバランスし、
このときの前記圧力差とオリフィス断面積とで決まる流
量がオリフィスを通過して出口ポートに流れるようにし
てある流量制御弁に採用して構成する。
【0010】なお、弾性体の環状シールは、スプールの
ランド部の縁を当接させる場合には筐体の内面に環状溝
を設けてその溝に液密に挿入する。また、筐体内周のラ
ンド部の縁に接触させる場合には、スプール外周に環状
溝を設けてその溝に液密に挿入する。
【0011】
【作用】筺体内周のランド部とスプール外周のランド部
を擦れ違わせる弁部には不可避の隙間があるが、スプー
ル又は筐体のランド部の縁が環状シールに接することに
より環状シールによって液の通路が閉ざされるので、液
洩れのないほぼ完全な閉弁が望める。
【0012】また、環状シールを筐体内面の環状溝に挿
入する場合にはシールの内側に、また、このシールをス
プール外周の環状溝に挿入する場合にはシールの外周に
それぞれ充分な面積の液路を確保できるので、図5の隙
間12に相当する部分が無くなって大流量の通過制限、
シールの隙間への噛み込みの問題も解決される。
【0013】かかる切換弁を用いた本発明の流量制御弁
は、スプール付勢力が極く小さければシールとスプール
との間の開度調節により極く微小の流量制御が行われ、
また、付勢力が少し大きくなった位置では筺体内周のラ
ンド部とスプール外周のランド部の擦れ違い量の調節
(弁部隙間の距離)による流量制御が行われ、さらに、
付勢力が大きくなれば正規の通路の開度調節による流量
制御が行われるので、幅広い流量範囲において良好な流
量制御性能が得られる。
【0014】
【実施例】図1に本発明の切換弁を用いた流量制御弁の
一例を示す。
【0015】図中1は入口ポート2と出口ポート3を有
する筺体、4はスプール、5は入口ポートに通じる第1
液室、6は出口ポート3に向けて液を送り出す第2液室
である。第1、第2液室5、6はオリフィス7を有する
液路8で連通させてある。実施例は、この液路8をスプ
ール中に設けたが、このオリフィス付き液路は筺体1中
に設けることもある。9は筺体内周のランド部とスプー
ル外周のランド部を擦れ違わせて通路を開閉する弁部で
あり、第2液室6からの液はここを通って出口ポート3
に流れる。
【0016】10は、スプール4に図中下向きの力を加
える付勢手段であって、ここでは、電子制御で励磁電流
を増減する付勢力可変の電磁石を用いている。
【0017】11は、弾性体の環状シールであり、この
シールを第2液室6内に設置してこれにスプール端の周
縁部を接触させるようにしている。
【0018】このように構成した流量制御弁は、付勢手
段10による付勢力Fが零の場合には、スプール4が第
2液室6側への移動端に保持されて環状シール11に接
し、そのため、入口ポート2と出口ポート3の間の液流
がスプール外周の摺動隙間からの僅かな洩れを除けばほ
ぼ零になる。
【0019】次に、電磁石が励磁されて付勢力Fが生じ
ると、スプール4が動いて第2液室6から出口ポート3
に至る間の液通路の自動開度調節が行われる。この開度
調節は、付勢力Fが極く小さい場合には環状シール11
とスプール4との間で行われる。また、Fがある程度小
さい場合にはスプール外周のランド部と筺体内周のラン
ド部の擦れ違い長さL1 {図2(b)}の変化によっ
て、さらにFが大きい場合には出口ポート3の入口の開
き量L2 {図2(c)}によって各々調節され、この自
動開度調節作用により、第1、第2液圧室5、6間の液
圧差が必ず付勢力Fとバランスする値になる。従って、
その差圧とオリフィス7の断面積とで決まる通過流量
(制御液量)は付勢力Fの大きさに応じたものになる。
【0020】なお、弁部9の擦れ違い長さA{図2
(a)}は、図4の制御弁と比べるとかなり短かくする
ことができる。図4の構造では液洩れを少なくする必要
上Aの寸法がどうしても長くなるが、本発明では環状シ
ール11が液洩れを止めるのでAを長くする必要がな
い。
【0021】また、この擦れ違い部の隙間は、摺動のた
めの必要最小限の大きさがあればよいので、ここにシー
ル11が噛み込む心配もない。
【0022】なお、定量制御弁の場合、オリフィス7は
図1に示すように通路断面積が一定したものであっても
よく、また、付勢手段10も付勢力が一定している、例
えばスプリング等であってもよい。
【0023】図3は本発明の別の実施例である。
【0024】図中101は入口ポート102と出口ポー
ト103を有する筐体、104はスプール、105は第
1液室、106は出口ポート103に通じる第2液室で
ある。第1、第2液室105、106はオリフィス10
7を有する液路108で連通させてある。オリフィス1
07は筐体101と弁体112とで構成される可変通路
断面積のオリフィスとなっており、その通路断面積はコ
イル113に流れる電流による電磁力とスプリング11
4とが釣りあうように弁体112が移動することによっ
て変化する。109は筐体内周のランド部とスプール外
周のランド部とを擦れ違わせて入口ポート102と第1
液室105との間を開閉する弁部である。
【0025】110はスプール104に図中上向きの力
を与える付勢手段であって、ここでは一定力を与えるス
プリングとしている。
【0026】111は弾性体の環状シールであり、この
シールをスプール104に固定してシール径より大径の
第3液室115内で筐体101のランド部の縁に接触さ
せるようにしている。
【0027】以上のように、この実施例では環状シール
111をスプール104に固定し、付勢力をスプリング
110による一定力とし、オリフィスを可変オリフィス
とすることにより流量制御を実現しているが、その作用
・効果は第1の実施例と同じであるので詳細説明は省略
する。このように環状シールの取り付け位置と、付勢力
を可変にするか否かと、オリフィス断面積を可変にする
か否かとは、液の性状・所望流量範囲などにより自由に
選択して組み合わせることが出来る。付勢力とオリフィ
ス断面積との両方を可変とする場合には、一方を2段階
切換えとし、他方を多段階ないし無段階制御とすること
もできる。
【0028】また、本発明の切換弁は、流量制御弁だけ
でなく、例えば方向切換弁、圧力制御弁等にも適用する
事が出来、閉弁状態での良好な液封性と開弁時の大流量
の許容との両立が必要な場合にその効果を発揮する。こ
のほか、本発明を適用する流量制御弁も実施例に示すも
のに限定されない。例えば、本出願人が特開平3−23
4987号等で提案しているようなものであってもよ
い。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、閉
弁時及び小流量時には環状シールの働きにより良好な液
封性と流量制御性能が得られ、また、スプール移動量が
大きくなればスプール端を臨ませた液室が直接ポートと
つながるので大流量の通過も許容される。さらに、スプ
ールの肩部を擦れ違わせる本来の弁部の隙間が極く小さ
いので環状シールの破損も起こらず、流量制御弁の高性
能化と信頼性向上が計れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流量制御弁の一例を示す断面図
【図2】図1の点線枠内の部分を拡大して示す図であ
り、(a)は付勢力零の状態、(b)は付勢力小の状
態、(c)は付勢力大の状態を示している。
【図3】他の実施例の断面図
【図4】従来の流量制御弁の一例を示す図
【図5】従来の流量制御弁の他の例を示す図
【符号の説明】
1、101 筺体 2、102 入口ポート 3、103 出口ポート 4、104 スプール 5、105 第1液室 6、106 第2液室 7、107 オリフィス 8、108 液路 9、109 弁部 10、110 付勢手段 11、111 環状シール 112 弁体 113 コイル 114 スプリング 115 第3液室

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入口ポートと出口ポートとを有する筐体
    内にスプールをほぼ液密に摺動自在に挿入し、筐体内周
    のランド部とスプール外周のランド部とを擦れ違わせて
    前記入口ポートからオリフィス経由で出口ポートへ向う
    液流を断続する切換弁において、 筐体の内面に設けた環状溝に弾性材料で作られた環状シ
    ールを液密に挿入し、前記スプールがその外周のランド
    部と筐体内周のランド部との擦れ違いが最大限になる方
    向に変位した時、スプール外周のランドの縁が前記環状
    シールに接触して液路が閉じられるようにしたことを特
    徴とする切換弁。
  2. 【請求項2】 入口ポートと出口ポートとを有する筐体
    内にスプールをほぼ液密に摺動自在に挿入し、筐体内周
    のランド部とスプール外周のランド部とを擦れ違わせて
    前記入口ポートからオリフィス経由で出口ポートへ向う
    液流を断続する切換弁において、 スプールの外面に設けた環状溝に弾性材料で作られた環
    状シールを液密に挿入し、前記スプールがその外周のラ
    ンド部と筐体内周のランド部との擦れ違いが最大限にな
    る方向に変位した時、筐体内周のランドの縁に前記環状
    シールが接触して液路が閉じられるようにしたことを特
    徴とする切換弁。
  3. 【請求項3】 入口ポートと出口ポートとを有する筐体
    内にスプールをほぼ液密に摺動自在に挿入し、このスプ
    ールの両端面の各々に液圧力を与える第1、第2液室間
    をオリフィスのついた液路で連通させると共に、筐体内
    周のランド部とスプール外周のランド部とを擦れ違わせ
    て、前記入口ポートからオリフィス経由で出口ポートへ
    向う液流を断続する切換弁を具備し、この切換弁が請求
    項1又は2記載の切換弁で構成され、この切換弁の弁部
    のスプール変位による自動開度調節作用で前記第1、第
    2液室間の液圧差によるスプール推力がこれに対向させ
    た付勢手段の付勢力とバランスし、このときの前記圧力
    差とオリフィス断面積とで決まる流量がオリフィスを通
    過して出口ポートに流れるようにしてある流量制御弁。
  4. 【請求項4】 前記付勢手段として、電子制御される付
    勢力可変の電磁石を用いた請求項3に記載の流量制御
    弁。
  5. 【請求項5】 前記オリフィスとして、スプリング力と
    電子制御される電磁石を対向して受ける弁体の変位で通
    路断面積が変化するものを用いた請求項3に記載の流量
    制御弁。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の付勢手段と請求項5記載
    のオリフィスを設けてスプール付勢力の可変制御とオリ
    フィス通路断面積の可変制御の両方を可能ならしめた請
    求項3記載の流量制御弁。
JP5125886A 1992-12-01 1993-05-27 切換弁及びこれを用いた流量制御弁 Pending JPH06221452A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5125886A JPH06221452A (ja) 1992-12-01 1993-05-27 切換弁及びこれを用いた流量制御弁
AU63139/94A AU667629B2 (en) 1993-05-27 1994-05-17 Changeover valve and flow control valve assembly having the same
EP94107868A EP0628460B1 (en) 1993-05-27 1994-05-20 Changeover valve and flow control valve assembly having the same
DE69401098T DE69401098T2 (de) 1993-05-27 1994-05-20 Umschaltventil und damit ausgerüstetes Durchflussregelventil
US08/249,741 US5495869A (en) 1993-05-27 1994-05-26 Changeover valve and flow control valve assembly having the same
KR1019940011521A KR0161060B1 (ko) 1993-05-27 1994-05-26 전환밸브와 이를 가진 유량제어밸브 조립체
US08/516,486 US5638861A (en) 1993-05-27 1995-08-17 Changeover valve and flow control valve assembly having the same

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4-321838 1992-12-01
JP32183892 1992-12-01
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908365A2 (en) * 1997-09-16 1999-04-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of controlling fluid pressure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908365A2 (en) * 1997-09-16 1999-04-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of controlling fluid pressure
EP0908365A3 (en) * 1997-09-16 2000-01-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of controlling fluid pressure
US6247765B1 (en) 1997-09-16 2001-06-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method and apparatus for controlling fluid pressure

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