JPH05340404A - 電磁式方向流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、構成が簡単で製作費が安価かつコ
ンパクトで、応用性のある電磁式方向流量制御弁を実現
することを目的とする。 【構成】 本発明は、センタリングピストンと摺動孔の
摺動部に受圧室に通じる可変絞りを設けると共に、受圧
室の戻り流路に固定絞りを設けた電磁式方向流量制御弁
を構成した。また、出力圧Ｐc と逆方向の圧油を切換弁
によりセンタリングピストンに供給する供給路を設けた
電磁式方向流量制御弁を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単一のソレノイドを有
するスプール形圧力制御弁をパイロットに使用した比例
電磁式方向流量制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の比例電磁式方向流量制御
弁の構成を、図１３に示す。

【０００３】図１３において、１はボディ、２は主スプ
ール、３と４は圧力室、５と６はスプリング、５a ，６
a はワッシャである。７はパイロット圧力制御弁、８は
パイロットスプール、９，１０はスプリング室、１１，
１２はスプリング、１１a ，１２a はワッシャ、１３，
１４は比例ソレノイドである。

【０００４】左右２個の比例ソレノイド１３，１４と双
方向性のパイロットスプール８とよりなるパイロット圧
力制御弁７により、主回路流体を制御するための電磁ア
クチュエータＡc が構成されている。また、主スプール
２の両側のセンタリングスプリング５，６とワッシャ５
a ，６a によってセンタリング機構Ｃe が構成されて、
２つの比例ソレノイド１３，１４の入力電流のＯＦＦ時
に両側のワッシャ１１a ，１２a を介してスプリング１
１，１２の力を受けてパイロットスプール８が中立位置
に位置決めされて主スプール２のセンタリング動作が行
われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来装置は上記のよう
に、電磁アクチュエータＡc として２つの比例ソレノイ
ド１３，１４が設けられている。また、双方向性のパイ
ロットスプール８は、単一方向性のパイロットスプール
に比べて形状が複雑になる。さらに、２つの比例ソレノ
イド１３，１４の入力電流がＯＦＦ時のセンタリング動
作を行わせるために、主スプール２とパイロットスプー
ル８の両側にスプリング５，６、１１，１２とワッシャ
５a ，６a 、１１a ，１２a からなるセンタリング機構
Ｃe も設けられて全体構造が極めて複雑になる等の問題
点があった。

【０００６】この発明は、このような従来装置の問題点
を解消するためになされたもので、パイロットスプール
を単一の比例ソレノイドで操作するパイロット圧力制御
弁を用いて、比例ソレノイドのＯＦＦ時に主スプールが
中立位置になるようにパイロット圧力制御弁からの出力
圧を供給してセンタリングさせる簡単な構成の比例電磁
式方向流量制御弁を実現することを目的にするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、ソレノイド
の入力電流によりパイロットスプールを変位させて出力
圧Ｐc とＰx を出力するパイロット圧力制御弁と、両側
に受圧室を設けた摺動孔内を摺動して変位する方向流量
制御機能を有する主スプールとを備え、主スプールの両
側の受圧室の少なくも一方の受圧室にパイロット圧力制
御弁の出力圧Ｐx を導入する電磁式方向流量制御弁を構
成したものである。

【０００８】また、ソレノイドの入力電流によりパイロ
ットスプールを変位させて出力圧Ｐc を出力するパイロ
ット圧力制御弁と、両側に受圧室を設けた摺動孔内を摺
動して変位する方向流量制御機能を有する主スプール
と、主スプールの両側の少なくも一方の受圧室にパイロ
ット油の供給を行う電磁切換弁とを備え、電磁切換弁を
任意の時に切換えてパイロット油を供給する電磁式方向
流量制御弁を構成したものである。

【０００９】

【作用】ボディ内の主スプールは、単一の比例ソレノイ
ドとパイロットスプールよりなるパイロット圧力制御弁
の出力圧に対応して変位して主回路流体を制御する。ま
た、パイロット圧力制御弁の比例ソレノイドがＯＦＦに
なると、一方方向のバネ圧を受けている主スプールの逆
方向側の力を作用する受圧室にパイロット圧力制御弁の
出力圧が流入されてセンタリングされる。

【００１０】

【実施例】 実施例１ 図１は本発明実施例１の構成説明図、図２乃至図４は本
発明実施例１の動作説明図である。本発明の実施例の各
図面で従来装置と同一の部分に同じ符号を付し、一部説
明が重複するがやや詳しく説明する。

【００１１】図１において、１はボディ、２は主スプー
ル、Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔは入出力ポートである。３は受圧
室、４はスプリング室、６はスプリングである。ａ，ｂ
は流路、Ｒc は固定絞り、Ｄr1，Ｄr2はドレンポートで
ある。固定絞りＲc は、流路ａの途中に設けられてい
る。２a はボディ１に設けられた摺動孔、２b は摺動孔
２a に形成されたボディランドである。また、２c は主
スプール２の外周に設けられたリング状のスリット、２
d は連通路である。摺動孔２a とボディランド２bによ
り可変絞りＲv が構成され、この可変絞りＲv と内部流
路２d によって主スプール２が中立より左に移動すると
流路ｂと受圧室３と連通する。そして、主スプール２は
摺動孔２a 内を摺動して、各入出力ポートＡ，Ｂ，Ｐ，
Ｔを切換えて主回路流体の流量を制御する。

【００１２】７は減圧弁からなるパイロット圧力制御弁
である。８はパイロットスプール、９はスプリング室、
１１はスプリング、１４は比例ソレノイドである。比例
ソレノイド１４は入力電流にほぼ比例した推力を発生
し、スプリング１１のバネ圧が与えられたパイロットス
プール８を変位させる。パイロット圧力制御弁７にはパ
イロット油の供給圧Ｐp が導入されて、出力圧Ｐc とＰ
x を流路ａとｂに送出する。出力圧Ｐc はパイロットス
プール８の内部流路８a 経由して連通している。この出
力圧Ｐc による力とスプリング１１による力がパイロッ
トスプール８を右方に向かう力を与え、比例ソレノイド
１４の推力とが平衡するようにパイロットスプール８の
位置決めがされる。そして、単一の比例ソレノイド１４
とパイロットスプール８とよりなるパイロット圧力制御
弁７により、主回路流体を制御するための電磁アクチュ
エータＡc が構成されている。

【００１３】上述のような構成の本発明の動作を、次に
説明する。比例ソレノイド１４の入力電流に比例した出
力圧Ｐc は、流路ａを経由して受圧室３に供給されて主
スプール２に右方に向かう力を加える。図１の状態は比
例ソレノイド１４の入力電流が６５％のときを表し、流
路ａに流入する出力圧Ｐcは最大制御出力圧Ｐc の５０
％の圧力を出力している。主スプール２に加わるこの出
力圧Ｐc の力とスプリング６の力が平衡して、主スプー
ル２が位置決めされている。

【００１４】一方、パイロット圧力制御弁７の比例ソレ
ノイド１４の推力に対抗してスプリング１１の弾性力が
与えられているので、入力電流が一定値（例えば３０
％）以下のときは出力圧Ｐc は０である。入力電流が３
０％以下で出力圧Ｐc が０の状態が、図２に示されてい
る。主スプール２はスプリング６によって、左側に一杯
動かされている。

【００１５】比例ソレノイド１４の入力電流を３０％か
ら０％に落とすと、図３に示すようにスプリング１１に
よりパイロットスプール８がリセット位置になる。そし
て、ほぼパイロット圧Ｐp に相当する出力圧Ｐx が、パ
イロット圧力制御弁７から出力される。出力された出力
圧Ｐx は、流路ｂよりボデイランド２b とスリット２c
で構成する可変絞りＲv を通して受圧室３に流入する。
主スプール２は、受圧室３に流入した出力圧Ｐx によっ
て右方向の力を受ける。このとき、受圧室３は固定絞り
Ｒc を介して、ドレンポートＤr2に連通する。このた
め、図２の位置にある主スプール２を、徐々に右方向に
移動させる。右方向への主スプール２の移動に連れてボ
デイランド２b とスリット２c の相対的な位置が変化
し、可変絞りＲv が絞られて受圧室３の内圧が低下す
る。この結果、受圧室３の内圧とスプリング６の力が平
衡して、主スプール２が位置決めされることになる。

【００１６】この場合、主スプール２のスリット２c ボ
ディランド２b で形成される可変絞りＲv は、主スプー
ル２がほぼ中立に復帰するまでは開度が高く大きく開口
している。したがって、受圧室３に、多量のパイロット
油が流入する。位置決め後の可変絞りＲv を通過する流
量は、固定絞りＲc と受圧室３の内圧で定まる。また、
このときの受圧室３の内圧は、主スプール２を左方に加
圧するスプリング６によって決定される。スプリング６
のバネ定数と固定絞りＲc の有効断面積は、流量から適
正な値が選択される。また、比例ソレノイド１４の入力
電流を１００％にすると、出力圧Ｐc は最大になり摺動
孔２a 内の右側に移って右限の位置になる。

【００１７】図４は実施例１の変形例である。図４の実
施例１の変形例では、図１〜図３の主スプール２のスプ
リング室側にもボディランド２b とスリット２c 及び連
通路２d が形成されている。そして、スプリング室４側
に設けられたボディランド２b とスリット２c によっ
て、ここでも可変絞りＲv2が構成されている。また、流
路ｂを途中で流路b1とb2に分岐し、流路b2側を可変絞り
Ｒv2に接続した構成が採用されている。このような構成
の実施例１の変形例に因れば、主スプール２の両側にパ
イロット油が同時に導入されるので、センタリング動作
が一層確実に行われることになる。

【００１８】図５に本発明の実施例２の構成が示されて
いる。図５において、２０は油圧源、２１は外部に設け
られたカム式切換弁である。カム式切換弁２１の流出ポ
ートは、前記と同様なボデイランドとスリットとからな
る可変絞りＲv2を介してスプリング室４（受圧室）に連
通されている。この実施例２の切換弁２１で、Ｐポート
からＡポート方向への制御を閉鎖する機能が追加されて
いる。図５の電磁式方向流量制御弁の外部に設けられた
切換弁２１を操作しないときは、図１と同一の動作が行
われる。しかしながら、外部操作，例えば射出成型機で
は、一般に操作ドアが開かれているときは安全上型閉鎖
動作が停止される。

【００１９】実施例２を射出成型機の油圧装置に適用す
ると、射出成型機の操作ドアが閉じているときは切換弁
２１が図示の状態になっている。そして、電磁式方向流
量制御弁が、通常の動作を実施する。ＰポートからＢポ
ートへの動作により型を解放してから、次にＰポートか
らＡポートへの動作で型を閉鎖しようとするときに操作
ドアを開くと切換弁２１が切替わる。このため、主スプ
ール２の右側のスプリング室４に、油圧源２０のパイロ
ット油が供給される。供給された圧油によって主スプー
ル２が変位して可変絞りＲv2が閉じてくると、スプリン
グ室４の圧力が低下して主スプール２が中立位置に位置
決めされる。

【００２０】図６は、この発明の実施例３を示したもの
である。図２の実施例１に対してパイロットスプール８
に、比例ソレノイド１３の入力電流が０のときに主スプ
ール２に供給する出力圧Ｐx を発生させるランドが設け
られていない。また、可変絞りＲv には外部に設けられ
た電磁切換弁２２に接続されている。そして、通常は、
図示の状態になっている。即ち、この実施例３では前記
の入力電流が０でなく主スプール２が左方向に作動して
いるときに。適時電磁切換弁２２を切換えて電磁式方向
流量制御弁をセンタリングできるように構成されてい
る。

【００２１】図７の電磁式方向流量制御弁は、図６に示
した本発明の実施例３の変形例である。この変形例で
は、主スプール２の左右に可変絞りＲ1v，Ｒv2が設けら
れている。２つの可変絞りＲ1vとＲv2は、ボディ１の内
部の流路ｃで連通されている。したがって、電磁切換弁
２２を切換えて左側の受圧室３に油圧源２０のパイロッ
ト油を供給すると、流路ｃを通じて同じ圧力のパイロッ
ト油が右側のスプリング室４にも供給される。よって、
図７の応用例に因れば図４と同様に、主スプール２のセ
ンタリング動作が更に確実になる。

【００２２】図８に、右側のスプリング室４にセンタリ
ング用のパイロット油を供給するためのカム式の切換弁
２１を設けた本発明の実施例４が示されている。カム式
の切換弁２１には図示のように、別の油圧源２３から油
圧を供給してもよく、左側の電磁切換弁２２用の油圧源
２０を共通に利用してもよい。図８の実施例では、図７
に比較して受圧室３とスプリング室４に、カム切換弁２
１と電磁切換弁２２を通じて外部からパイロット油を供
給する構成になっている。

【００２３】図９に、実施例５が示されている。図９に
おいて、２４は受圧室３側に設けられたパイロットピス
トン、２５はピストンロッド、２６は受圧室、２７はス
プリング室、２８はスプリングである。ピストンロッド
２５は、シール壁を貫通して受圧室３に露出している。
受圧室２６はパイロット油の供給ポートに接続され、ス
プリング室２７はドレンポートＤr3に連通されている。

【００２４】このような実施例５において、バロット流
体の供給圧Ｐp が供給されているときは、実施例１と同
様に動作する。供給圧Ｐp がないときはスプリング２８
の弾性力でピストンロッドが受圧室３に突出し、右側の
スプリング６によって左向きの力を受けた主スプール２
が押し戻される。よって、図９の構成に因れば、供給圧
Ｐp がないときでも、主スプール２のセンタリングが行
われる。センタリングの動作状態が、図１０に示されて
いる。

【００２５】図１１の応用例の構成では、図９の実施例
５と同様のパイロットピストン２４等が受圧室３側に設
けられている。しかしながら、この応用例では、受圧室
３と受圧室２６が連通路２e で連通されている。そし
て、パイロット圧力制御弁７の出力圧Ｐc が、連通路２
e を介して受圧室２６に供給される。この図１１の構成
では、出力圧Ｐc が或る定められた値以下のときに、主
スプール２のセンタリングガ行われるようにパイロット
ピストン２４の受圧面積が選定される。

【００２６】図１２は本発明の他の実施例で、図１〜図
１１の各図に破線で示されたパイロットスプール８の内
部流路８a （図１）が省略されて一方のランドの両肩に
軽斜面８b が形成されている。即ち、この実施例図面で
は、位置決め方式のパイロット圧力制御弁を使用した電
磁式方向流量制御弁が構成されている。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、ソレノイドの入力電流によ
りパイロットスプールを変位させて出力圧Ｐc とＰx を
出力するパイロット圧力制御弁と、両側に受圧室を設け
た摺動孔内を摺動して変位する方向流量制御機能を有す
る主スプールとを備え、主スプールの両側の受圧室の少
なくも一方の受圧室にパイロット圧力制御弁の出力圧Ｐ
x を導入する電磁式方向流量制御弁を構成した。

【００２８】また、ソレノイドの入力電流によりパイロ
ットスプールを変位させて出力圧Ｐc を出力するパイロ
ット圧力制御弁と、両側に受圧室を設けた摺動孔内を摺
動して変位する方向流量制御機能を有する主スプール
と、この主スプールの両側の少なくも一方の受圧室にパ
イロット油の供給を行う電磁切換弁とを備え、電磁切換
弁を任意の時に切換えてパイロット油を供給する電磁式
方向流量制御弁を構成した。

【００２９】この結果、単一のソレノイドを用いたパイ
ロット圧力制御弁を利用しているので、電磁アクチュエ
ータの構成部品が少なく安価でコンパクトな装置が構成
できる。また、センタリングを圧油で行えるので、セン
タリング機構の構成も簡単で安定性も極めて良好にな
る。さらに、パイロット油圧がない場合でも、センタリ
ング動作の実施に対応することができる。

【００３０】よって、本発明によれば、構成が簡単で製
作費が安価かつコンパクトになり、応用性のある電磁式
方向流量制御弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の構成説明図である。

【図２】本発明実施例１の動作説明図である。

【図３】本発明実施例１の別の動作説明図である。

【図４】本発明実施例１の更に別の動作説明図である。

【図５】本発明実施例２の構成説明図である。

【図６】本発明実施例３の構成説明図である。

【図７】本発明実施例３の変形例の構成説明図である。

【図８】本発明実施例４の構成説明図である。

【図９】本発明実施例５の構成説明図である。

【図１０】本発明実施例５の動作説明図である。

【図１１】本発明実施例５の応用例の構成説明図であ
る。

【図１２】本発明実施例６の構成説明図である。

【図１３】従来装置の構成説明図である。

【符号の説明】

１ ボディ ２ 主スプール ３ 受圧室（油室） ４ 受圧室（スプリング室） ５ スプリング ６ スプリング ７ パイロット圧力制御弁 ８ パイロットスプール ９ スプリング １０ スプリング １１ スプリング室 １２ スプリング室 １３ 比例ソレノイド １４ 比例ソレノイド ２０ 油圧源 ２１ カム切換弁 ２２ 電磁切換弁 ２３ 油圧源 ２４ パイロットピストン ２５ ピストンロッド ２６ 受圧室 ２７ スプリング室 ２８ スプリング Ｐc 出力圧 Ｐp パイロット油 Ｐx 出力圧 Ｒc 固定絞り Ｒv 可変絞り Ｒv1 可変絞り Ｒv2 可変絞り Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔ 入出力ポート

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年６月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】７は減圧弁からなるパイロット圧力制御弁
である。８はパイロットスプール、９はスプリング室、
１１はスプリング、１４は比例ソレノイドである。比例
ソレノイド１４は入力電流にほぼ比例した推力を発生
し、スプリング１１のバネ圧が与えられたパイロットス
プール８を変位させる。パイロット圧力制御弁７にはパ
イロット油の供給圧Ｐp が導入されて、出力圧Ｐc とＰ
x を流路ａとｂに送出する。出力圧Ｐc はパイロットス
プール８の内部流路８a 経由して受圧室９に連通してい
る。この出力圧Ｐc による力とスプリング１１による力
がパイロットスプール８を右方に向かう力を与え、比例
ソレノイド１４の推力とが平衡するようにパイロットス
プール８の位置決めがされる。そして、単一の比例ソレ
ノイド１４とパイロットスプール８とよりなるパイロッ
ト圧力制御弁７により、主回路流体を制御するための電
磁アクチュエータＡc が構成されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】図６は、この発明の実施例３を示したもの
である。図２の実施例１に対してパイロットスプール８
に、比例ソレノイド１３の入力電流が０のときに主スプ
ール２に供給する出力圧Ｐx を発生させるランドが設け
られていない。また、可変絞りＲv には外部に設けられ
た電磁切換弁２２に接続されている。そして、通常は、
図示の状態になっている。即ち、この実施例３では前記
の入力電流が０でなく主スプール２が左方向に作動して
いるときに、適時電磁切換弁２２を切換えて電磁式方向
流量制御弁をセンタリングできるように構成されてい
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイドの入力電流によりパイロット
   スプールを変位させて出力圧Ｐc とＰx を出力するパイ
   ロット圧力制御弁と、両側に受圧室を設けた摺動孔内を
   摺動して変位する方向流量制御機能を有する主スプール
   とを備え、該主スプールの両側の受圧室の少なくも一方
   の受圧室に前記パイロット圧力制御弁の出力圧Ｐx を導
   入することを特徴とする電磁式方向流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記主スプールの両側の受圧室の他方の
   受圧室にパイロット油の供給を行う別の切換弁を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の電磁式方向流量制御
   弁。
3. 【請求項３】 ソレノイドの入力電流によりパイロット
   スプールを変位させて出力圧Ｐc を出力するパイロット
   圧力制御弁と、両側に受圧室を設けた摺動孔内を摺動し
   て変位する方向流量制御機能を有する主スプールと、該
   主スプールの両側の少なくも一方の受圧室にパイロット
   油の供給を行う電磁切換弁とを備え、該電磁切換弁を任
   意の時に切換えてパイロット油を供給することを特徴と
   する電磁式方向流量制御弁。
4. 【請求項４】 前記主スプールの両側の受圧室の他方の
   受圧室にパイロット油の供給を行う別の切換弁を設けた
   ことを特徴とする請求項３記載の電磁式方向流量制御
   弁。
5. 【請求項５】 前記主スプールと同軸上にスプリングに
   より主スプールを変位させてセンタリングさせるパイロ
   ットピストンを設けたことを特徴とする請求項１乃至４
   記載の電磁式方向流量制御弁。