JPH11210919A - スプール弁型油圧制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプール弁型油圧制御弁において、作動油中
の異物が駆動源のソレノイド内に侵入することを防止す
ると共に、油圧振動抑制効果を高める。 【解決手段】 スリーブ３１とリニアソレノイド１１と
の連結部に、両者を仕切るダイアフラム３４を挟み込
み、このダイアフラム３４とスプール３２とによってス
リーブ３１の右端部に第１の油室３６を形成し、この第
１の油室３６に連通する第１の制振オリフィス３７を形
成する。また、スリーブ３１の左端部にリターンスプリ
ング４２を収納するスプリング収納室を兼ねる第２の油
室４３を形成し、この第２の油室４３に連通する第２の
制振オリフィス４７を形成する。油圧調整時のスプール
３２の振動は、その両側の制振オリフィス３７，４７の
作用によって速やかに減衰される。また、スリーブ３１
内の作動油中の異物がリニアソレノイド１１内に侵入す
ることは、ダイアフラム３４によって防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧調整時のスプ
ールの振動（油圧振動）を抑制する機能を備えたスプー
ル弁型油圧制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スプール弁型油圧制御弁は、
各種の油圧制御回路に組み込まれて使用されている。こ
のスプール弁型油圧制御弁は、スリーブ（円筒型の弁ハ
ウジング）内にスプール（弁体）を軸方向に摺動可能に
収納し、該スプールをソレノイドや油圧源により駆動し
て該スプールの位置を調整することで、油圧（出力圧）
を制御するようになっている。このスプール弁型油圧制
御弁は、スプールを目標油圧の位置へ移動させる際に、
スプールが振動して油圧を振動させ、これが油圧制御の
安定性を低下させる原因となる。

【０００３】そこで、この油圧振動の対策として、実開
昭５６−１８４６９号公報では、ドレンポート（油排出
ポート）に制振オリフィスを設け、この制振オリフィス
によるダンピング効果によって油圧振動を抑制して、油
圧制御を安定させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記実開昭５６−１８
４６９号公報に記載されたスプール弁型油圧制御弁は、
オイルポンプからスリーブの圧油入口に供給する油圧に
よりスプールを駆動する油圧駆動方式のものであるが、
スプールをソレノイドにより駆動する電磁弁方式のもの
もある。

【０００５】電磁弁方式のものについて、本出願人は、
先に出願した特願平９−１９８０５４号において、スリ
ーブのうちのソレノイドとは反対側にスプリング室兼用
の油室を形成して、この油室に制振オリフィスを設け、
この制振オリフィスによるダンピング効果によって油圧
振動を抑制するようにしたものを提案している。

【０００６】しかし、この電磁弁方式のものでは、スリ
ーブ内に供給される作動油の一部がソレノイド内にも侵
入するため、作動油中に金属粉等の異物が混入している
と、ソレノイドの固定鉄心と可動鉄心との隙間に金属粉
等が入り込んで、固定鉄心と可動鉄心との間を磁気的に
短絡させたり、可動鉄心の摺動抵抗を増大させたりする
おそれがあり、これらが動作不良の原因となってしま
う。

【０００７】この対策として、特表平５−５０４０２６
号公報に示すように、弁ケーシングとソレノイドとの連
結部にダイアフラムを挟み込んで、弁ケーシングとソレ
ノイドとをダイアフラムで仕切ることが考えられてい
る。しかし、このものは、油圧振動を抑制する機能を備
えていないので、弁体を移動させる際に油圧振動が発生
してしまうという欠点がある。

【０００８】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、ソレノイド内への異
物の侵入防止と油圧振動抑制とを同時に達成でき、油圧
制御の安定性・信頼性を向上できるスプール弁型油圧制
御弁を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１のスプール弁型油圧制御弁は、ス
リーブとソレノイドとの連結部に、両者を仕切るダイア
フラムを設け、このダイアフラムと前記スプールとによ
って前記スリーブのうちの前記ソレノイド側の端部に第
１の油室を形成し、この第１の油室に連通する第１の制
振オリフィスを設けた構成としたものである。この構成
では、スリーブとソレノイドとをダイアフラムで仕切る
ことで、スリーブ側からソレノイド内への異物の侵入が
防止される。しかも、ダイアフラムによってスリーブの
一端側に形成した第１の油室は、スプールの移動に伴っ
て容積が変化し、それによって第１の油室内の油が第１
の制振オリフィスを通して出入りすることで、第１の制
振オリフィスによるダンピング効果が得られ、スプール
の振動（油圧振動）が抑制される。

【００１０】この場合、請求項２のように、スリーブの
うちのソレノイドとは反対側の端部に第２の油室を形成
し、この第２の油室に連通する第２の制振オリフィスを
設けた構成としても良い。このようにすれば、スプール
の両側で制振オリフィスによるダンピング効果が得ら
れ、油圧振動抑制効果が高められる。また、スプール弁
型油圧制御弁を空気中で用いた場合、仮に、一方の油室
に制振オリフィスから空気が入ってダンピング効果が低
下したとしても、他方の制振オリフィス付きの油室によ
ってダンピング効果が得られ、油圧振動抑制効果が保た
れる。

【００１１】また、請求項３のように、前記第１の制振
オリフィスは、前記スリーブのうちの前記第１の油室に
面する部分に形成することが好ましい。このように、第
１の制振オリフィスをスリーブに形成すれば、第１の制
振オリフィスの加工が容易であり、加工コストを低減す
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
に基づいて油中で使用する場合について説明する。ま
ず、スプール弁型油圧制御弁の駆動源となるリニアソレ
ノイド１１（ソレノイド）の構成を説明する。リニアソ
レノイド１１のハウジング１２は、ヨークを兼ねるよう
に磁性材料により形成され、その内側には円筒形の固定
鉄心１３が一体に形成され、この固定鉄心１３の外周に
は、樹脂１４で円筒状にモールド成形されたコイル１５
が嵌合装着されている。固定鉄心１３は、コイル１５の
左側の一部分のみを嵌合する長さに形成され、コイル１
５の右側部分には、円筒ケース状のステータ１６が嵌合
され、このステータ１６がハウジング１２の右端部にか
しめ固定されている。

【００１３】この固定鉄心１３とステータ１６の中心部
には、シャフト１７が軸方向（左右方向）にスライド自
在に挿通され、このシャフト１７の右端部がステータ１
６に固定された軸受１８にスライド自在に支持され、該
シャフト１７の左端部が固定鉄心１３に固定された軸受
１９にスライド自在に支持されている。このシャフト１
７には可動鉄心２０が圧入固定され、この可動鉄心２０
がステータ１６の内径空洞部に軸方向に移動自在に収容
されている。この可動鉄心２０の左端面には、真鍮等の
非磁性材料で形成された非磁性スペーサ２１が固着され
ている。この非磁性スペーサ２１は、可動鉄心２０の左
方向への移動を規制するストッパとして機能すると共
に、可動鉄心２０の左端面が左側の固定鉄心１３に吸着
されることを防止する役割も果たす。

【００１４】以上のように構成されたリニアソレノイド
１１の左端面には、スプール弁３０が連結されている。
以下、このスプール弁３０の構成を説明する。スプール
弁３０は、例えばアルミダイキャストにより円筒状に形
成されたスリーブ３１内にスプール３２を摺動可能に収
納して構成したものである。そして、スリーブ３１の右
端部に形成されたフランジ部３１ａが固定鉄心１３の左
端面に宛がわれ、ハウジング１２でかしめ固定されてい
る。

【００１５】スリーブ３１のフランジ部３１ａと固定鉄
心１３との間には、ゴム等により形成された変形自在な
ダイアフラム３４の外周部が挟み込まれ、該ダイアフラ
ム３４の中心孔部がシャフト１７の左端部に形成された
溝部３５に嵌着されている。これにより、スリーブ３１
とリニアソレノイド１１とがダイアフラム３４により仕
切られ、更に、このダイアフラム３４とスプール３２と
によってスリーブ３１のうちのリニアソレノイド１１側
の端部に第１の油室３６が形成されている。スリーブ３
１のうちの第１の油室３６に面する部分には、例えば直
径１．２ｍｍの第１の制振オリフィス３７が貫通するよ
うに形成され、この第１の制振オリフィス３７を通して
第１の油室３６内の油が出入りできるようになってい
る。尚、本実施形態においては、第１の制振オリフィス
３７はスリーブ３１の外周部に１個のみ形成されてい
る。その他、スリーブ３１には、フィードバックポート
３８、入力ポート３９、出力ポート４０、ドレンポート
４１が形成され、入力ポート３９と出力ポート４０には
フィルタ５０，５１が装着されている。

【００１６】一方、スプール３２には、第１乃至第３の
各大径部３２ａ，３２ｂ，３２ｃが形成され、各大径部
３２ａ，３２ｂ，３２ｃの外周面とスリーブ３１の内周
面との間に微小の環状隙間（クリアランス）が形成され
ている。そして、第１の大径部３２ａと第２の大径部３
２ｂとの間には、フィードバックポート３８に連通する
フィードバック室４８が形成され、出力ポート４０から
流出する作動油の出力圧Ｐout がフィードバック室４８
内にも導かれる。このフィードバック室４８内に導入さ
れた出力圧Ｐout （フィードバック圧力）は、第１の大
径部３２ａと第２の大径部３２ｂの双方の側面（受圧
面）に作用するが、この場合、第２の大径部３２ｂの受
圧面積が第１の大径部３２ａの受圧面積よりも大きく形
成されているため、フィードバック圧力Ｐout によって
スプール３２が左方向（後述するリターンスプリング４
２側）に付勢される。

【００１７】また、第２の大径部３２ｂと第３の大径部
３２ｃとの間には、油圧源（図示せず）から入力ポート
３９に供給される作動油を出力ポート４０とドレンポー
ト４１とに分配するための分配室４９が形成されてい
る。そして、スプール３２が軸方向に移動すると、油圧
源から供給される作動油が入力ポート３９から出力ポー
ト４０へ流れる環状隙間の長さ（Ａ）と、出力ポート４
０からドレンポート４１へ流れる環状隙間の長さ（Ｂ）
との比率が変化し、その結果、出力ポート４０から流出
する作動油の出力圧Ｐout が変化する。

【００１８】一方、スリーブ３１の左端部には、リター
ンスプリング４２を収納するスプリング収納室を兼ねる
第２の油室４３が左端面を開口するように形成され、こ
の第２の油室４３の開口側の内周面に形成した雌ねじ４
４に調整ねじ４５外周の雄ねじを螺合することで、第２
の油室４３の左端面開口が封止されている。この調整ね
じ４５とスプール３２との間には、リターンスプリング
４２が装着され、このリターンスプリング４２の弾発力
によってスプール３２がリニアソレノイド１１側（右
側）に付勢され、それによって該スプール３２の右端が
シャフト１７の左端に当接した状態に保持されている。

【００１９】調整ねじ４５の外側面には、ドライバ等の
工具（図示せず）を嵌合する溝４６が形成され、この溝
４６に工具を嵌合して調整ねじ４５の締め込み量を調整
することで、リターンスプリング４２の圧縮量を調整し
て、スプール３２に付与するリターンスプリング４２の
ばね力を調整する。ばね力調整後は、かしめや接着等の
手段により調整ねじ４５を回り止め固定する。

【００２０】スリーブ３１のうちの第２の油室４３に面
する部分には、小径の第２の制振オリフィス４７が貫通
するように形成され、この第２の制振オリフィス４７を
通して第２の油室４３内の油が出入りできるようになっ
ている。尚、本実施形態においては、第２の制振オリフ
ィス４７はスリーブ３１の外周部に１個のみ形成されて
いる。

【００２１】以上のように構成されたスプール弁型油圧
制御弁は、リニアソレノイド１１のコイル１５に通電す
る電流値を制御することで、シャフト１７でスプール３
２を左方向に押す電磁力を調整し、この電磁力と、フィ
ードバック室４８内に導入された出力圧Ｐout でスプー
ル３２を左方向に押す力と、リターンスプリング４２が
スプール３２を右方向に押すばね力との３つの力が釣り
合う位置まで、スプール３２を軸方向に移動させ、それ
によって出力ポート４０の出力圧Ｐout を調整する。こ
の結果、リニアソレノイド１１のコイル１５に通電する
電流値に応じた出力圧Ｐout が得られる。

【００２２】このようにして出力圧Ｐout を調整する際
に、スプール３２が軸方向に移動すると、スプール３２
の両側の油室３６，４３の容積が増加又は減少し、その
増加分又は減少分に相当する量の作動油が各油室３６，
４３の制振オリフィス３７，４７を通して出入りする。

【００２３】スプール３２が移動されると、前述した３
つの力が釣り合う位置の近辺で、スプール３２が振動
し、それに同期して制振オリフィス３７，４７を作動油
が頻繁に出入りするようになる。この際、制振オリフィ
ス３７，４７による流体抵抗によって油室３６，４３の
容積（作動油量）の増減振動を抑えるダンピング効果が
発生し、スプール３２の振動（油圧振動）が速やかに抑
えられる。このような制振オリフィス３７，４７による
制振効果により、スプール３２の振動を抑えた応答性の
良い安定した油圧制御が可能となる。

【００２４】この場合、スプール３２の両側に制振オリ
フィス３７，４７付きの油室３６，４３を設けているの
で、スプール弁型油圧制御弁を空気中で用いた場合、仮
に、一方の油室に制振オリフィスから空気が入ってダン
ピング効果が低下したとしても、他方の制振オリフィス
付きの油室によってダンピング効果を得ることができ、
油圧振動抑制効果を保つことができる。

【００２５】しかも、スリーブ３１とリニアソレノイド
１１とがダイアフラム３４で仕切られるので、たとえ作
動油中に金属粉等の異物が混入していたとしても、その
異物がリニアソレノイド１１内に侵入することをダイア
フラム３４によって防止できる。これにより、従来発生
していた異物の侵入による磁気回路の短絡や可動鉄心２
０の摺動抵抗増大を防止できて、動作不良を未然に防止
でき、スプール弁型油圧制御弁の信頼性を向上できる。

【００２６】尚、スプール弁型油圧制御弁を空気中で用
いる場合、本実施形態のように、制振オリフィス３７，
４７をスリーブ３１の上部に形成すれば、制振オリフィ
ス３７，４７からの作動油の自然流出を防ぐことができ
る。但し、本発明は、制振オリフィス３７，４７の形成
位置や個数は、使用形態等に応じて適宜変更しても良
い。更に、制振オリフィス３７，４７の形成場所はスリ
ーブ３１に限定されず、例えば各油室に接続した油圧配
管に形成しても良く、また、リターンスプリング４２側
の制振オリフィス４７については調整ねじ４４に形成し
ても良い。

【００２７】また、本実施形態では、リターンスプリン
グ４２側にも、制振オリフィス４７付きの油室４３を設
けたが、本発明は、少なくともリニアソレノイド１１側
に制振オリフィス３７付きの油室３６を設ければ良く、
リターンスプリング４２側の油室４３には、制振オリフ
ィス４７に代えてドレンポートを形成しても良く、この
場合でも、本発明の所期の目的を十分に達成できる。

【００２８】その他、本発明は、図１の構成に限定され
ず、例えばスプール３２の構造やリニアソレノイド１１
の構造を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲
内で種々変更して実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すスプール弁型油圧制
御弁の縦断正面図

【符号の説明】

１１…リニアソレノイド（ソレノイド）、１２…ハウジ
ング、１３…固定鉄心、１５…コイル、１６…ステー
タ、１７…シャフト、２０…可動鉄心、２１…非磁性ス
ペーサ、３０…スプール弁、３１…スリーブ、３２…ス
プール、３４…ダイアフラム、３６…第１の油室、３７
…第２の油室、３８…フィードバックポート、３９…入
力ポート、４０…出力ポート、４１…ドレンポート、４
２…リターンスプリング、４３…第２の油室、４５…調
整ねじ、４７…第２の制振オリフィス、４８…フィード
バック室、４９…分配室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブ内に摺動可能に収納したスプー
   ルを、前記スリーブの一端に連結したソレノイドにより
   駆動するスプール弁型油圧制御弁において、 前記スリーブと前記ソレノイドとの連結部に、前記スリ
   ーブと前記ソレノイドとを仕切るダイアフラムを設け、
   このダイアフラムと前記スプールとによって前記スリー
   ブのうちの前記ソレノイド側の端部に第１の油室を形成
   し、この第１の油室に連通する第１の制振オリフィスを
   設けたことを特徴とするスプール弁型油圧制御弁。
2. 【請求項２】 前記スリーブのうちの前記ソレノイドと
   は反対側の端部に第２の油室を形成し、この第２の油室
   に連通する第２の制振オリフィスを設けたことを特徴と
   する請求項１に記載のスプール弁型油圧制御弁。
3. 【請求項３】 前記第１の制振オリフィスは、前記スリ
   ーブのうちの前記第１の油室に面する部分に形成されて
   いることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプール
   弁型油圧制御弁。