JPS6026869A - 電磁式三方流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁力により作動されて油圧回路の流れ方向な
切換えるとともにその流量を制御する電磁式三方流量制
御弁に関する。

従来、油圧回路内における油の流れ方向切換およびその
流量制御を、ソレノイド電流に比例して制御する流量制
御弁は知られており、第１図ないし第５図に従来例を示
す。ハウジング１に嵌挿されたスリーブ２内に、軸方向
へ摺動自在にしてスプール３を設けてあり、このスプー
ル３はロッド４ａ、４ｂを介してプランジャ５ａ、５ｂ
に連結されている。ヨーク６ｇ、６ｂコア７ａ、７ｂお
よびソレノイドコイル８’ａ。

８ｂによってリニアソレノイド機構９ａ、９ｂを構成し
ており、上記いづれか一方のコイル８ａ、８ｂに通電す
ると、スプール３はスプリング１０，１θに抗して軸方
向へ作動される。

スプール３には軸方向へ離間して２個のランド部１１ａ
、Ｉｌｂが形成されている。またスリーブ２には軸方向
へ離間して３組の圧力ポート１２ａ、１２ｂ、１２ｃが
形成されている。

各圧力ポート１２ｍ、１２ｂ、１２ｃはハウジング１に
形成した環状の連通溝１３ａ、１３ｂ。

１３ｃに連通しており、これら各連通溝１３ａ。

１３ｂ、１３ｅには油路１４ａ、１４ｂ、１４ｃが連通
されている。通常油路１４ａは油圧回路荷、たとえば油
圧シリンダに連結された通路ＰＡとなり、かつ油路１４
ｃは油をタンクに戻す戻し路ＰＲとなっている。

第１図における右側のソレノイドコイル８ａに通電する
とシランジャ５ａがコア７ａ側に吸引されるため、スプ
ール３は左方へ移動され、第２図のごとき状態となる。

この場合、一方のランド部１１Ｖ′は圧力ポート１２Ｃ
を閉じているが、他方のランド部１１７のリード面が圧
力ポート１２ａを開（。このためＰｓ−＋ＰＡの油路が
形成される。すなわち圧力ポンプから油圧シリンダなど
の負荷に向って油が供給される状態となる。しかもこの
状態では、ランド部Ｉ　Ｚｖと圧力ｆ　−）　１２　ａ
との間でオリフィス１５ａが形成され、このオリフィス
１５ａの開口面積によって流量が調整される。

また第１図における左側のコイル８ｂに通電すると、第
２図とは逆に、スプール３は右方へ移動されるので第３
図の状態になる。第３図の場合、ランド部ｉ　ｘ′−１
／は圧力ポート１２ａを閉じているが、ランド部１１′
ｖ／が圧力ポート１２Ｃを開いているのでｐ　Ａ−＋　
ｐ　の流れ、つまり油圧シリンダなどの負荷からタンク
に油が戻される状態となる。この場合、ランド部１１ｖ
と圧力ポート１２ｃとの間でオリフィス１５ｂが形成さ
れ、このオリフィス１５ｂの開口面積を制御すれば流量
も調整される。

ところで、第２図の状態では、油の流れはオリフィス１
５ａから、両うンド部１１ａ、ｌｌｂ間に形成された空
間Ｉ６に向かうので挟まり流れとなり、逆に第３図の状
態では油の流れは両うンド部１１ｈ、ｌｌｂ間の空間１
６からオリフィス１５ｂに向かうので広がり流れとなる
。

これら両者の場合、スプール３に作用す企流体圧力に差
を生じ、第４図に示したように、ＰＡ。

ＰＲ（広がり流れ＝第３図の状態）の場合の流体力が、
Ｐ８→ＰＡ（挟まり流れ＝第２図の状態）の場合の流体
力よりも太きいものである。

ここで力の釣合を考えてみると ＦＣ＝２ｋＸ十ＦＢ（ｘ）　・・・・・・まただし　Ｆ
ｃ：リニアソレノイドの吸引力ｋ　：ばね定数 Ｘ　ニオリフイス開度 ＦＢ二泥流体 力表わすことができる。

したがってコイル８ｎ、８ｂに同じ電流を流してリニア
ソレノイドの吸引力を同等に発生させても、上記第４図
のＦＢ差のため、ＰＡ＋ＰＲ流れの場合はＰ、−ＰＡ流
れの場合に較べて開弁度Ｘが小さくなってしまう。

つまり、第１図のごとき従来の構造によると油の流れ方
向により流体力に差を生じるため、電流と両流れ方向の
流量が合致せず、第５図に示すように、同一電流に対し
て両流れ方向の流量に差を生じる不具合があった。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、流れ方向が切換えられても同一
電流に対する両方向の流量が合致するようにし、流量制
御が容易に行えるようにした電磁式三方流量制御弁を提
供しようとするものである。

前述した従来構造においては、流れ方向を切り換えた場
合に広がり流れから挟まり流れに、もしくはこの逆に変
わることによって紐体力が変化するものであったのに対
し、本発明においては、流れ方向を切り換えても広がり
流れは広かり流れとなり、もしくは挟まり流れは挟まり
流れとなるように、すなわち流れの形態が同じ状態を保
つことにより流体力の差を解消しようとするものである
。

すなわち本発明は、スプールに軸方向へ離間した３個の
ランド部を形成するとともにスリーブには同じく軸方向
へ離間した４組の圧力ポートを形成し、スプールが一方
へ作動された場合に隣接する２個のランド部間の空間に
より軸方向一端側の２個の圧力ポートを連通させるよう
にし、スプールが他方へ作動された際には他の隣接する
２個のランド部間の空間によって残りの２組の圧力ポー
トを連通させるようにして、前記流れの形態を同じ状態
に保たせるようにしたものである。

以下本発明の一実施例を第６図ないし第８図にもとづき
説明する。

ハウジングＩ内のスリーブ２には、軸方向に離間して４
組の圧力ｙｌｅ−トロ０ａ、６０ｂ。

６０ｃ、６０ｄが形成されている。これら圧力ポートロ
θａ〜６０ｄに対応してハウジングＩには環状の、連通
溝６１ａ、６１ｂ、６１ｃ。

６１ｄが設けられている。４個の連通溝６１ａ〜６１ｄ
のうちの３個６１１Ｌ、６１ｂ、６１ｃにはそれぞれ油
路１４ａ、１４ｂ、１４ｃが連通されている。第１の油
路１４ａは圧力ポンプに接続されて油の供給路ＰＢとな
り、第２の油路１４ｂは油圧シリンダなどの負荷側に連
通された連通路ＰＡとなり、かつ第３の油路１４ｃは油
タンクと接続された戻し路ＰＲとなる。残りの連通溝６
１ｄはＰＡとしての油路１４ｂに、通路６２を介して連
通されている。

スプール３には軸方向に離間して３個のランド部６３ａ
、６３ｂ、’６３ｃが形成されている。

スプール３が第６図の左方へ作動されて第７図の状態と
なった場合には、ランド部６３ａのリード面が圧力ポー
トロ０ａを開き、ランド部６３ｇ、６３ｂの間に形成さ
れた空間６４ａを介して圧力ポート１５０ａと６０ｂを
導通させる。

このため圧力ポンプから油圧シリンダへの通路Ｐ８→Ｐ
Ａが形成される。この際ランド部６３ｃは圧力ポートロ
０ｄを閉じている。またスプール３が第６図の右方へ作
動されて第８図の状態となった場合には、ランド部６３
ｃのリード面が圧力ポートロ０ｄを開き、ランド部６３
ｂ。

６３ｃ間に形成された空間６４ｂが圧力ポートロ０ｃと
６０ｄを連通させる。したがってこの場合は油圧シリン
ダからタンクへの戻し路ＰＡ→ＰＲが形成される。この
際ランド部６３ａは圧力ポートロ０ａを閉じるようにな
っている。

スプール３はリニアソレノイド機構９　ａ　、　９　ｂ
によって作動されることは、第１図の従来と同様である
。

なお、第１図および第６図において同一番号によって説
明するが、２０・・・は各ランド部に形成した圧力バラ
ンス用油溝、２Ｉはロッド４ａ。

４ｂの軸受、２２はプランジャ５ａ、５ｂの軸受、２３
はカバー、２４はスプリング押え、２５はスプリング押
え２４の位置を調整するねじである。スプリングλ０．
ＩＯはスプール３を中立位置に保持すべくロッ）４ａ　
、４ｂを押圧しているが、上記調整ねじ２５，２５を調
整してスプリング１０，１θの押圧力を変えることがで
きるようになっている。

このような構成における実施例の作用について説明する
。

第７図に示すＰｓ−＋ＰＡ流れの場合、油は圧力ポート
ロ０ａから６０ｂに向って流れ、この圧力ポートθθａ
とランド部６３ａとの間にオリフィス７０が形成される
。つまり油はオリフィス７０から、ランド部６３ａ、６
３ｂ間の空間６４ａに向って流れるから挟まり流れとな
る。

また第８図に示すＰ、−ＰＲ流れの場合油は圧力ポート
ロ０ｄから６０ｃに向って流れ、この圧力ポートロθｄ
とランド部６．３　ｃとの間にオリフィス８０が形成さ
れる。つまり油はオリフィス８０から、ランド部６３ｂ
、６３ｃ間の空間６４ｂに向って流れるためこの場合も
挟まり流れとなる。

したがって本実施例の場合、流れ方向を切り換えても、
いづれの場合にも挟まり流れとなるので、前述の（１）
式における流体力ｐ’Ｂが両流れ方向で同等となり、リ
ニアソレノイド機構９ａ。

９ｂの吸引力が同等であれば、オリフィス開度Ｘを同量
にすることができる。このためンレノイ、トコイル８ａ
、Ｉｌｂに流す電流をいづれの流れ方向であっても流量
と合致させることができ、電流制御による流量制御が容
易に行える。

なお上記第６図ないし第８図の実施例では、流れ方向を
いづれに切換えてもオリフィス側からランド部間の空間
に向かう挟まり流れとしたが、本発明はこれに限らず、
第９図に示すように構成することによって、いづれの流
れ方向もランド部間の空間からオリフィス部に向かう広
がり流れとすることができ、このようにしても同一電流
に対する各流れ方向の流量を一致させることができる。

また上記実施例においてはソレノイド機構として比例ソ
レノイドを用いたが、公知のオンーオフソレノ、イドを
用いて通電時間率により流量乞制御するようにしてもよ
い。

さらにまたソレノイド式モータとギアなどとの組合せに
より、スプールを遠隔作動させるようにしてもよい。

そしてまたスリーブはハウジングと一体に構成すること
もできる。

以上述べたように本発明によれば、スプールを作動させ
て流れ方向を切換えても、流体の流れ方向はいづれの場
合にも、オリフィスからランド部間の空間、もしくはラ
ンド部間の空間からオリフィスへと同じ方向の流れとな
る。このため流体力は流れ方向の切り換えを行っても同
等となり、よってソレノイドに与える電流に対して両流
れ方向における流量が一致するから電流と流量のマツチ
ングが可能となり、流量制御が電流制御のみで行えるの
で、確実かつ高精度になるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は従来例を示し、第１図は断面図、
第２図と第３図は互に異なる作動状態を示す要部の断面
図、第４図および第５図は特性図である。第６図ないし
第８図は本発明の一実施例を示し、第６図は断面図、第
７図と第８図は互に異なる作動状態を示す要部の断面図
である。第９図は本発明の他の実施例を示す要部の断面
図である。 Ｉ・・・ハウジング、２・・・スリーブ、３・・・スプ
ー＃、９　ａ　、’９　ｂ・・・リニアソレノイド機構
、６０ａ〜６０ｄ・・・圧力ポート、６３ａ〜６３ｃ・
・・ランド部、７ｏ、ｓｏ・・・オリフィス、６４ａ。 ６４ｂ・・・ランド部間の空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　スリーブの側壁に軸方向へ１Ｑｆｆ１間して圧
   力ポートを形成し、このスリーブに挿入されたスプール
   を電磁力により軸方向へ作動して該スプールに設けたラ
   ンド部間で上記圧力ポートのうちの２組を選択的に連通
   させることにより、流れ方向および流量を制御する電磁
   式三方流量制御弁において、スプールには軸方向へ離間
   した３個のランド部を形成するとともにスリーブには軸
   方向へ離間した４組の圧力ポートを形成し、上記スプー
   ルが電磁力により作動された場合に、各ランド部門に形
   成された空間が軸方向に沿う各端部側で隣接する各２組
   の圧力ｙ］ｅ−）を選択的に連通させるようにするとと
   もに、上記ランド部と圧力ポートとで形成されるオリフ
   ィス部と、ランド部間に形成される空間との間の流れ方
   向が、電磁切換作動されても同じ方向となるように設定
   したことを特徴とする電磁式三方流量制御弁。 （２）上記流れ方向はオリフィス部からランド部間に形
   成された空間に向って流れるようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の電磁式三方流量制御
   弁。