JPH0537103Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は流体圧力を制御するためのバルブの改
良に関する。

（従来の技術） 流体圧力を制御するバルブとして、従来第４図
に示すようなものがある。

この制御バルブ５はポンプ１からの供給回路２
から分岐してタンク３に戻る通路４に介装され、
その開度に応じて供給回路２の圧力をコントロー
ルするものである。

制御バルブ５はソレノイド６の励磁によりスプ
リング７に抗してスプール８が駆動される。スプ
ール８はバルブボデイ９に摺動自由に挿入され、
その先端はバルブボデイ９に嵌合するプラグ１０
に当接している。プラグ１０の中心には導入口１
１が形成される一方、バルブボデイ９にはスプー
ル８の後退時に導入口１１と連通する排出口１２
が形成され、導入口１１は前記分岐通路４に接続
されると共に、排出口１２はタンク３に接続され
る。スプール８の先端には凹部１３が形成され、
第５図Ａ、第５図Ｂにも示すように、この凹部１
３の周囲には複数の制御孔（窓）１４が形成され
ており、スプール８がバルブボデイ９の内周に形
成したシート部１５から移動（抜け出し）したと
きに、移動量に応じて制御孔１４を介して導入口
１１と排出口１２とを連通させる、可変開口を形
成するようになつている。

ソレノイド６にある設定電流で通電するとスプ
リング７に抗してスプール８が一定量だけ後退
し、これにより制御孔１４が開かれる。この状態
から電流値を減少していくと、スプリング７の作
用力によりスプール８が図中左方へと移動し、制
御孔１４の開口面積が減少する。

第６図Ａはスプール８のストロークとバルブ開
口面積の関係を表すもので、この場合、バルブス
トロークは最大電流値のときをゼロとして、以下
電流値を減少していくとストローク量が増大する
ように設定してある。

従来の矩形をした制御孔１４の形状によれば、
ストロークと開口面積の関係は一次的な線形特性
となり、電流値を減少していくに従い比例的に開
口面積が小さくなる。ところでこの制御バルブに
よつて制御される圧力ΔPは、バルブ開口面積を
Ａ、そのときの流量をＱとすると、 ΔP＝Ｃ・Q²／A² なる関係にあり、制御圧力ΔPは開口面積Ａの２
乗に反比例して変化する。

（考案が解決しようとする問題点） したがつてストローク量の増加に伴いバルブ開
口面積が小さくなると、制御される圧力は二次的
に増大していくのであるが、前記のようにストロ
ーク量と開口面積の関係が一次的に比例している
と、バルブ小開度領域ではストローク量をわずか
に変化させただけで、制御圧力が大きく変動する
（第６図Ｂ参照）。

このためバルブ開度が小さく制御圧力の高い領
域ではバルブストロークに対する圧力変化率が大
きくなり過ぎ、換言するとバルブ感度が高くなり
過ぎ、精度のよい圧力コントロールが困難になる
という問題があつた。

本考案はスプールの制御孔の形状を改良するこ
とにより、このような問題を解決することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案はシート部に対して摺接するバルブスプ
ールに制御孔を形成し、制御孔とシート部とによ
つて形成される可変開口を介して流体を流す流体
制御バルブにおいて、制御孔を第１制御部とこれ
に連なる第２制御部とから形成すると共に、第１
制御部はバルブストロークに対して溝幅が漸次変
化し、第２制御部はバルブストロークに対して溝
幅の変化が少なくなるよう形成している。

（作用） 開口面積が減少して制御圧力が二次的に急上昇
する領域で、ストロークに対する制御孔の面積の
変化が緩慢になり、つまりバルブ感度が適切に抑
制され、高圧領域における圧力の制御精度が向上
する。

（実施例） 第１図から第２図に本考案の実施例を示す。

図示するように本考案では、スプール８に形成
する制御孔１４は、軸方向に進むにしたがつて
徐々に溝幅が狭くなる略三角形状をした第１制御
部２０と、その先端に連なり軸方向に対する溝幅
の変化の少ない第２制御部２１とから形成され
る。

第２制御部２１の形状は、例えば第２図Ａに示
すような単一の略円形な溝２１Ａとしたり、第２
図Ｂのように、２つの円が並列に連なる溝２１Ｂ
としたり、あるいは第２図Ｃに示すように、第１
制御部２０の先端部より幅広い矩形の溝２１Ｃな
どがある。

また第１制御部２０の形状は、第２図Ｄ，Ｅ，
Ｆに示すように、半円形状としても良い。さらに
第１制御部２０は第２図Ｇ，Ｈで示すように、密
閉された円形または密閉された三角形状としても
良い。

以上のように構成され、その他従来と同一の部
分については同符号を用いることにして、具体的
な説明は省略する。

第３図Ａ，Ｂを参照しながら作用について説明
する。

ソレノイド６に設定電流を供給してバルブが最
大に開いた状態から電流値を減少していくと、ス
プール８がストロークしながらその開口面積が
徐々に縮小するが、制御孔１４の第１制御部２０
がシート部１５に重合してるときは、ストローク
量に対する開口面積の変化量が比較的大きく、略
一次的に比例して面積が減少する。この領域は開
口面積の絶対値が大きいので、開口面積の２乗に
反比例する制御圧力の上昇は緩やかに行なわれ
る。

バルブストロークの後半で開口面積の絶対値が
小さくなると、ストローク変化に対して制御圧力
は急上昇しようとするが、第２制御部２１がシー
ト部１５と重合を開始してからは、ストロークに
対する開口面積の変化率が小さくなり、それまで
の同一ストロークに比較して開口面積は緩やかに
減少するため、ストロークの変化に対する制御圧
力の上昇が緩やかなカーブを描いて行なわれるよ
うになる。第２制御部２１はバルブストロークに
対して溝幅の変化が少ないため、第１制御部２０
がシート部１５に重合している大開度域に比較し
て小開度域での開口面積の変化率が小さくなり、
スプール８の移動に対して制御圧力の急変が避け
られるのである。

つまり高圧領域でのバルブ感度が低くなり、バ
ルブストロークに対する圧力の急激な上昇を抑制
し、圧力制御精度を高めることができるのであ
る。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、バルブ制御孔の
形状をバルブストロークに対して溝幅が漸次変化
する第１制御部と、同じくバルブストロークに対
して溝幅の変化の少ない第２制御部とから形成し
たので、バルブ開度の小さい領域でのバルブスト
ロークに対する面積変化率を小さくすることがで
き、開口面積の２乗に反比例する制御圧力が高圧
域で急変化（急上昇）するのを抑制し、低圧域か
ら高圧域まで精度のよい圧力制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の要部を示す断面図、第２図
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは制御孔の形状
をそれぞれ示す説明図、第３図Ａはバルブストロ
ークと開口面積の関係を示す特性図、第３図Ｂは
同じくバルブストローク制御圧力の関係を示す特
性図である。第４図は従来例の断面図、第５図Ａ
は要部の断面図、第５図Ｂは同じく正面図、第６
図Ａはバルブストロークと開口面積の関係を示す
特性図、第６図Ｂは同じくバルブストロークと制
御圧力の関係を示す特性図である。 ６……ソレノイド、７……スプリング、８……
スプール、１４……制御孔、１５……シート部、
２０……第１制御部、２１……第２制御部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シート部に対して摺接するバルブスプールに制
   御孔を形成し、制御孔とシート部とによつて形成
   される可変開口を介して流体を流す流体制御バル
   ブにおいて、制御孔を第１制御部とこれに連なる
   第２制御部とから形成すると共に、第１制御部は
   バルブストロークに対して溝幅が漸次変化し、第
   ２制御部はバルブストロークに対して溝幅の変化
   が少なく形成されることを特徴とする流体制御バ
   ルブ。