JPS62297574A - 電気油圧式弁 - Google Patents

電気油圧式弁

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JPS62297574A
JPS62297574A JP62088602A JP8860287A JPS62297574A JP S62297574 A JPS62297574 A JP S62297574A JP 62088602 A JP62088602 A JP 62088602A JP 8860287 A JP8860287 A JP 8860287A JP S62297574 A JPS62297574 A JP S62297574A
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ball
magnetic material
magnetic
sleeve
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JP62088602A
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フランク・ジー・ワリック
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Publication date
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の要約〕 自動車のアンチ・スキッド・ブレーキ装置やパワー・ス
テアリング装置、及び機械工具システムの如き高圧流体
システムに用いるための電気油圧式弁である。弁は磁性
材料の弁部材と、弁座を画定している非磁性体のインサ
ートを有する磁性材料の弁座部材と、弁部材の一部と弁
座とを取り囲みマイクロプロセッサによって制御ルされ
るコイルとから構成されていて、弁座と弁座の間に配置
されたボールに対してパルスを発して、弁を通る流れを
制御する。一つの実施形態においては、弁は第二の組の
向かい合った弁座と、第二のボールと、及び第二のコイ
ルとを含む。いずれの形態においてもスリーブが弁座及
びボールを取り囲み、これらを関連するコイルから油圧
的に隔絶する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車のアンチ・スキッド・ブレーキ装置や
パワー・ステアリング装置、及び機械工具システムの如
き高圧流体システムに用いるための電気油圧式弁に関す
る。
〔従来の問題点〕
上記の如きシステムにおいては油圧流体の圧力は３００
０ｐ、ｓ、ｉ、程度と高く、電気油圧式弁のコイルをこ
の高圧流体から隔離することが重要である。また油圧弁
はコンパクトで、高い磁気効率を有しなければならない
。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、自動車のアンチ・スキッド・ブレーキ
装置やパワー・ステアリング装置、及び機械工具システ
ムの如き高圧流体システムに用いるための電気油圧式弁
は、磁性材料の弁部材と、弁座を画定している非磁性体
のインサートを有する磁性材料の弁座部材と、弁部材の
一部と弁座とを取り囲みマイクロプロセッサによって制
御されるコイルとから構成され、弁座と弁座の間に配置
されたボールに対してパルスを発して、弁を通る流れを
制御するようになっている。別の実施例においては、弁
は第二の組の向かい合った弁座と、第二のボールと、及
び第二のコイルとを含む。いずれの実施例においても、
スリーブは弁座及びボールを取り囲んでおり、これらを
関連するコイルから油圧的に隔絶する。
本発明を実施した電気油圧式弁の一つの形態である第１
図を参照すると、弁は軸方向の通路１１を有する磁性材
料の第一の部材１０を含み、通路１１に対してはポンプ
又は他の流体源から半径方向の開口１２を通って高圧流
体が供給される。
通路１１は該通路１１と整合した制限部分１３を通って
、弁座１４へと延伸している。第一の部材１０の一端１
０ａから他端１０ｂへと、軸方向の通路１１ａが延伸し
ている。磁性材料の第二の部材１５はその一端に開口１
６を有し、そこには非磁性体のインサート１７が配置さ
れて、座１４に向かい合った非密封塵１８を画定してい
る。インサート１７は第二の部材１５の自由端から間隔
を置いている。磁性材料のボール１９が第二の部材１５
の端部に隣接してインサート１７上に配置されており、
第二の部材１５の端部を越えて突出している。開口１６
の側壁には、ここで説明されているようにして流れを容
易にするための、周縁方向に離間した軸方向の溝２０が
設けられている。ボール１９と第一の部材１０との間に
は円錐形のバネ２１が配置されており、ボールを非密封
塵１８へ向けて付勢するようになっている。
磁性材料の第二の部材１５にはその第二の端部に、第二
の非密封塵２２が設けられている。インサート１７内の
軸方向の通路１７ａから、該通路と一端で整合して、軸
方向の通路２３が延伸している。通路２３の他端からは
、第二の部材１５の第二の端部にある円錐台形の表面２
５へと、角度をなした通路２４が延伸している。
磁性材料の第三の部材２６には一端に開口２７が設けら
れており、その中には非密封塵２２に向かい合う密封庫
２９を画定する非磁性体のインサート２８が配置されて
いる。開口２７内には磁性材料の第二のボール３０が配
置され、第三の部材２６の一端を越えて突出している。
バネ３１がボール３０を密封庫２９へと付勢している。
開口２７の側壁にある周縁方向に離間した軸方向の溝３
２は、ここで説明されているようにして流体の流れを容
易にするために、ボール３０を取り囲んでいる。
第三の部材２６内にある軸方向の通路４９は、一端では
インサート２８内の軸方向の開口３３と、他端では外部
と連絡している。
非磁性材料の第一の円筒状スリーブ３５が、第一の部材
１０と第二の部材１５のそれぞれの端部１０ａ及び１５
ａ上に入れ予成に被せられ、ボール１９及び関連する弁
座１４及び１８を電気コイル３８から油圧的に隔絶する
ために、３６及び３７において溶着されている。同様に
、非磁性材料の第二のスリーブ３９が、第二の部材１５
と第三の部材２６のそれぞれの端部１５ｂ及び２６ａ上
に入れ予成に被せられ、ボール３０及び弁座２２及び２
９を電気コイル４２から油圧的に隔絶するために、４０
及び４１において溶着されている。
第二の部材１５は、第二の部材１５に対して直径１５ｃ
の所で圧入された独立した磁性材料のワ、７シヤー即ち
リングフランジ４３を含んでいる。フランジ４３と第一
の部材１０の肩部４５との間には第一のキャニスタ−４
４が配置されており、少なくともコイル３８の部分を取
り囲んでいる。同様にして、フランジ４３と第三の部材
２６の端部２６ｂの溝４８内のスナップリング４７の間
には、第二のキャニスタ−４６が配置されている。
弁全体は浸漬された状態に維持されるよう構成されてお
り、弁の内部全体及び総ての通路には、トラップされた
空気なしに油圧流体が充填されており、この弁システム
が付勢された場合には、弁を通って流れる流体は殆どな
い。
時には３０００ｐ、ｓ、ｉ、にも達する流体の圧力に対
してコイルを露出することのないように、弁は圧力に耐
えるように構成される。第一、第二及び第三の部材１０
．１５．２６、二つのコイルの中央にあるフランジ４３
、キャニスタ−４６，４４及びボール１９．３０は磁束
を運ぶ部材であり、硬鋼であるボール１９．３０を除き
、軟磁性低炭素銅から構成されている。スリーブ３５．
３９及びインサー）１７．２８は、３０４ステンレス鋼
の如き非磁性材料から作成されている。
コイル３８のための磁束通路は、第二の部材１５を通り
、ボール１９の周りの半径方向のエアギャップを横断し
、ボール１９を通り、弁座１４に隣接したエアギャップ
を横断し、端部１０ａからキャニスタ−４４を通り、フ
ランジ４３を通って第二の部材１５へと戻って来るもの
である。
コイル４２のだめの磁束通路は、第二の部材１５を通り
、弁座２２のエアギャップを横断し、ボール３０を通り
、ボール３０の周りの半径方向のエアギャップを横断し
、第三の部材２６を通り、キャニスタ−４６を通り、フ
ランジ４３を通って第二の部材１５へと戻って来るもの
である。
非磁性体のスリーブ３５．３９は上記の磁束搬送部材を
構造的に支持し、前記部材上へと圧入された後に、レー
ザー爆接によって図示の如く各端部の周囲に連続的且つ
液密なビードをもって固定される。
リング状のフランジ４３は図面上で左右両方の（は気回
路にとって共通の磁束搬送体であり、それゆえコイル３
８及び４２の極性は、両方の回路かろの磁束がフランジ
４３を通って同し方向に流れるようにならねばならない
。このことを達成するために、コイル３８及び４２は電
気的に反対の極性とされる。仮にコイル３８及び４２が
同じように極性付けられていたとしたら、リング状のフ
ランジ４３内には反対向きの磁束が存在し、その結果生
ずる大きな磁束損失のために回路は極めて非効率となり
、両方のコイルが付勢された場合には弁装置は作動しな
くなるであろう。
磁束の通路は、非磁性体のスリーブ３５．３９が弁の中
でコイル及び外側のキャニスタ−４４，４６から離れて
磁束通路と交差することなしに流体の圧力に耐える一方
で、磁束がボール／ボールケージ／弁座の領域を通って
集められるように構成されている。非磁性体の弁座の使
用はさらに、直接の軸方向の磁束を減らすことによって
、磁束がボールケージ／ボール／弁座の領域を通って集
められることを可能ならしめる。
各々の弁座の形状は図示された通りの形状に限定される
ものではなく、流体が最終的には弁座に対して中央から
入り、そして弁座周囲の空間からの導出路を介して出て
行かねばならないという事実によってのみ、制限される
ものである。
本発明の電気油圧式弁は、コイルを流体から油圧的に隔
絶することが望ましいような、高圧流体を利用している
どのような油圧システムにおいても用いられ得るもので
ある。
例えば典型的な用例としては、アンチ・スキッド・ブレ
ーキ装置用がある。アンチ・スキッド・ブレーキ装置に
おいては、車輪用速度指示装置が、規則的な間隔をもっ
てコンピュータに対し、車輪の速度を入力する。この間
隔は装置に応じて変化するが、しかし恐らくは一秒の１
０分の−又は１５分の一程度の長さである。次いでコン
ピュータが、車輪の速度のデータから、車輪の角減速度
／角加速度を算出する。減速度がすべり　（スキッド）
を示す所定の値よりも大きい場合には、コンピュータは
弁に対してホールド機能を伝達する。仮に減速が十分に
厳しく行われた場合には、コンピュータによって制御さ
れている弁における圧力レリーフ機能が付勢される。弁
はブレーキシステムの主シリンダの溜めに排出するか、
或いは溜めの中に配置されていてよい。高圧の油圧流体
は主シリンダ又は高圧ポンプの何れかから、若しくは両
方から供給される。
第４図を参照すると、典型的なアンチ・スキッドシステ
ムは、車輪の速度を検出し且つコンピュータ５１に対し
て信号を送出する車輪速度↑ヒポ装置５０を含んでいる
。コンピュータ５１はアンチ・スキッド弁５２を制御し
て、減速度が所定の値よりも大きい場合にはホールド機
能信号を介して弁を付勢し、仮に減速が十分に厳しく行
われた場合にはレリーフ機能を付勢するように作動する
。弁５２は溜め５６に浸漬されており、ライン５４を介
して車輪シリンダ５３への流れを制御すると共に、溜め
５６へはライン５５を介して排出している。ポンプ５７
はライン５８を介して弁へと高圧の流体を給送し、また
溜め５６から流体の供給を受けている。
典型的なシステムにおいては、車輪の各々に対して一つ
の弁が設けられる。しかし幾つかの場合には、両方の後
輪が一つの弁によって制御される。
かくして、かかるアンチ・スキッドシステムは、すべり
を防止するために、車輪がロックしそうになってスキッ
ド状態が示された場合にはいつでも、車輪シリンダに対
する圧力を解放するように機能する。
高圧の流体ポンプを利用する代わりに、高圧流体源とし
てブレーキシステムの主シリンダを用いることもできる
。
ブレーキペダルが押し下げられた場合に、高圧の流体は
開口１２を介して弁へと入り、通路１１を介して弁の内
部へと進む。付勢されていない状態においては、ボール
１９はバネ２１によって弁座１４から離して、そして非
密封座１８に対して保持されている。弁座１８は非密封
であるから、圧力流体は？Ｒ２０を介してボールの周囲
を通り、開口１７ａの中から通路２３．２４へと通過す
る。ボール３０はバネ３１によって、密封庫２９と密封
係合状態に保たれている。弁の内部が与圧されるにつれ
て、ボール３０の周囲の空所からの流体の圧力は軸方向
の供給通路である７ｆ！３２を介し、車輪シリンダのブ
レーキラインを介して外部へと伝達される。
ブレーキペダルが押し下げられ、弁が消勢されている場
合、本システムは標準的なブレーキシステムと同様に作
動し、弁自体はシステムに対して何の効果も有しない。
しかしながら、もしも車輪が余りにも急激に減速し始め
た場合には、マイクロコンピュータがコイル３８を付勢
する。コイル３８はボール１９を弁座１４と密封係合す
るように引き戻すものであり、弁又は車輪シリンダの内
部にさらなる圧力が加わることを防止する。この状態下
において、車輪シリンダに対する圧力は、コイル３８を
付勢する前の弁内部の圧力にある、一定のものである。
仮にこの状態において車輪がなお急激すぎる減速を続け
ている場合には、コイル４２が一時的に付勢され、ボー
ル３０が一時的に非磁性体の弁座２９上での密封係合か
ら引き離されて磁性体の非密封座２２と非密封係合し、
その後弁座２９との密封係合に戻るようにする。ボール
の移動の間には、弁及び接続された車輪シリンダの内部
からの幾らかの圧力が、排出用の溝３２を介して溜めへ
と排出される。マイクロコンピュータは、車輪の速度が
ロックする速度以上に増加するまで、ポール３０にパル
スを送り続ける。このシステムは車輪の速度を例えば−
秒に１０から８０回の間という所定の周波数で読み取る
から、従ってポール３０にはこの周波数でパルスを送る
ことができる。仮に軍輸シリンダへの圧力がこのような
方法により大きく減少されて、車輪の速度が増加した場
合には、コイル３８は消勢され、車輪の速度が再びロッ
クする速度に近づくまで、主シリンダの流体圧力が車輪
シリンダに作用することを可能ならしめる。このような
システムには通常、主シリンダとの組み合わせにおいて
高圧アキュムレータが備えられており、システムの作動
のための高圧流体の備蓄量をもたらすようになっている
。
第２図に示された修正例においては、単一のポールの電
気油圧式弁が提供されており、これは外側の半径方向開
口６３から軸方向の通路６４を経て流体が供給されると
ころの第一の弁座６２を画定している一端６１を有する
、磁性材料製の第一の弁部材６０を含んでいる。弁部材
６０は、一端６１から端部６０ａへと延伸している第二
の軸方向の通路６４ａを含んでいる。磁性材料製の第二
の弁部材６５は、開口６７を有して形成された一端６６
を有し、該開口６７の中には非磁性体のインサート６８
が配置されて、第二の弁座６９を画定している。磁性材
料製のポール７０が開口６７内に備えられ、弁座６２，
６９の間で一端６６を越えて突出し、且つバネ７１によ
って弁座６９の方へと弾性的に付勢されている。
非磁性体のスリーブ７２が、部材６０．６５の端部６１
．６６の上へと圧入されており、また７３．７４におい
て溶着されている。電気コイル７５がスリーブを取り囲
んでおり、磁性材料のＵ字ブラケット７６が、部材６０
の肩部７７と部材６５のａ７９内のスナップリング７８
の間に配置されている。このブラケットは、第１図での
フランジとキャニスタ−とを一体化したものである。
部材６５は、一端がインサート６８にある開口８１と、
他端が外部と連絡する通路８０を含んでいる。
コイル７５が消勢されている場合には、全圧力が加えら
れる。ブレーキシステムの場合には、フルブレーキング
の圧力が、通路６３．６４及び６４ａを通って加えられ
る。弁を完全に付勢すると通路６４が遮断され、車輪シ
リンダにその時存在している流体圧力が通路８０を通っ
て弁を出ていくことが可能とされる。アンチ・スキッド
システムの場合には、幾らかのブレーキ力が車輪へと加
えられることを確実ならしめるように、弁はほぼ９０％
以下のデユーティ・サイクルで作動しなければならない
。通常どおりに停止を行うという条件下では、車輪がス
キッド即ちロックしてすべることがないから、弁は付勢
されない。
第３図に示された形態の電気油圧式弁においては、弁が
常閉であるという点を除いて、電気油圧式弁は第２図に
示されたものに類似している。
この実施形態においては、磁性材料の第一の部材８５は
一端８６と、軸方向の通路８７と、弁座８９へと延伸し
ている通路８８とを含んでいる。この弁座８９は、第一
の部材８５の開口１１０内に配置された非磁性体のイン
サート１０９の一部である。
インサート１０９は該インサートに機械加工された二つ
のフラットを有し、これらがインサート１０９と第一の
部材８５の開口１１０との間の通路８８を形成している
。インサート１０９は第一の部材８５に収容されており
、また第一の部材８５はその一端８６に、周縁方向に離
間した軸方向の溝９０を有している。磁性材料のポール
９１が一端８６に配置されており、且つ該一端８６を越
えて突出している。磁性材料の第二の部材９２が、ポー
ル９１に隣接して位置する端部９３と、弁座９４とを有
している。第二の部材９２は、狭い部分９６を備えた軸
方向の通路９５を含んでいる。通路９５内にはバネ９７
が配置されており、第二の部材９２の反対側の端部９９
に圧入された管状のビン９８の端部に対して当接してい
る。このバネ９７は突起１００を含んでいて、これは開
口部ら狭い部分９６を通って延伸し、ボール９１を弁座
８９に対して付勢している。
本発明の詳細な説明した実施例におけるように、非磁性
材料のスリーブ１０２が第一及び第二の部材８５．９２
上に圧入されており、またこれらに対して溶着されて、
端部８６，９３を橋渡ししている。
コイル１０４がスリーブ１０２を取り囲み、また磁性材
料のＵ字形ブラケット１０５がコイルの周囲に設けられ
ている。その場合、キャニスタ−の一端は第一の部材８
５の肩部１０６　と係合し、他端は第二の部材９２の溝
１０８内へと延伸するスナップリング１０７と係合して
いる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を実施した電気油圧式弁の長手方向断面
図である。 第２図は電気油圧式弁の修正例の長手方向断面図である
。 第３図は電気油圧式弁のさらなる修正例の長手方向断面
図である。 第４図は本発明を実施したアンチ・スキッドシステムの
概略的なダイヤグラムである。 １０．６０．８５・・・第一の部材 １０ａ　、６１．８６・・・一端　　１４，６２，９４
．２２　・・・弁座１１．６４．８８・・・入口通路 １５．６５．９２・・・第二の部材 １５　ａ　、　６６、９３・・・第一端部１５ｂ、９９
・・・第二端部 １７’、　６８．１０９．２８・・・インサート１９．
７０，９１．３０・・・ボール １７ａ　、８１，８７．３３−インサート開口１８．６
９，８９．２９・・・インサート弁座２３．２４，８０
．９５・・・第二の部材の通路３５．７２．１０２．３
９・・・スリーブ３８．７５．１０４．４２・・・コイ
ル４３・・・フランジ　　４４．４６・・・キャニスタ
−７６、１０５・・・ブラケット ２１．７１，９７．３１・・・バネ　　２６・・・第三
の部材４９・・・第三の部材の通路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　磁性材料の第一の部材と、 前記第一の部材が一端に第一の密封座を画定しているこ
    とと、 前記第一の部材が前記第一の座へと延伸している入口通
    路を内部に有していることと、 前記第一の部材が前記一端から該第一の部材の外側への
    通路を有していることと、 第一端部及び第二端部を有する磁性材料の第二の部材と
    、 前記第二の部材の前記第一端部内にあり第二の座を画定
    している非磁性体インサートと、前記第一及び第二の座
    の間に配置された磁性材料のボールと、 前記非磁性体インサートは前記第二の座からの開口を有
    し、前記第二の部材は該インサート内の開口から前記第
    二の部材の第二端部へと前記インサート内を延伸する通
    路を有していることと、 前記第一及び第二の座並びに前記ボールを取り囲み、且
    つ前記第一の部材及び前記第二の部材に対して油圧的に
    密封されている非磁性材料のスリーブと、 前記スリーブを取り囲む電気コイルと、 前記第二の部材が独立した半径方向のリングフランジを
    有することと、 前記コイル及び前記スリーブを取り囲み且つ前記フラン
    ジ及び前記第一の部材に対して直接的に接合されて磁束
    通路を画定する、磁性材料のキャニスターと、 前記スリーブは、前記第一の部材の一端、前記ボール、
    及び前記第二の部材の第一端部、前記第二の部材の半径
    方向フランジ、前記キャニスター、及び前記第一の部材
    へと戻り前記スリーブと実質的に交差することなしに通
    過する前記磁束通路の一次通路から外れて位置している
    ことからなる、 電気油圧式弁。 ２　前記ボールを前記座の一方へ向けて弾性的に付勢す
    るバネ手段を含む、特許請求の範囲第１項記載の電気油
    圧式弁。 ３　前記バネ手段は前記ボールを前記第二の座へ向けて
    付勢する、特許請求の範囲第２項記載の電気油圧式弁。 ４　前記第二の座は非密封座である、特許請求の範囲第
    １項記載の電気油圧式弁。 ５　磁性材料の第一の部材と、 　前記第一の部材が一端に第一の密封座を画定している
    ことと、 　前記第一の部材が前記第一の座へと延伸している入口
    通路を内部に有していることと、 　前記第一の部材が前記一端から該第一の部材の外側へ
    の通路を有していることと、 　第一端部及び第二端部を有する磁性材料の第二の部材
    と、 　前記第二の部材の前記第一端部内にあり第二の座を画
    定している非磁性体インサートと、　前記第一及び第二
    の座の間に配置された磁性材料のボールと、 　前記非磁性体インサートは前記第二の座からの開口を
    有し、前記第二の部材は該インサート内の開口から前記
    第二の部材の第二端部へと前記インサート内を延伸する
    通路を有していることと、 　前記第一及び第二の座並びに前記ボールを取り囲み、
    且つ前記第一の部材及び前記第二の部材に対して油圧的
    に密封されている非磁性材料のスリーブと、 　前記スリーブを取り囲む電気コイルと、 　前記第二の部材が独立した半径方向のリングフランジ
    を有することと、 　前記コイル及び前記スリーブを取り囲み且つ前記フラ
    ンジ及び前記第一の部材に対して直接的に接合されて磁
    束通路を画定する、磁性材料のキャニスターと、 　前記スリーブは、前記第一の部材の一端、前記ボール
    、及び前記第二の部材の第一端部、前記第二の部材の半
    径方向フランジ、前記キャニスター、及び前記第一の部
    材へと戻り前記スリーブと実質的に交差することなしに
    通過する前記磁束通路の一次通路から外れて位置してい
    ることと、 　前記第二の部材は第二端部に第三の座を画定している
    ことと、 　前記第三の座に対面する第四の座を画定する第二の非
    磁性体インサートを支持する一端を有する磁性材料の第
    三の部材と、前記第二の非磁性体インサート及び前記第
    三の部材は該第三の部材の外側へと延伸する連絡通路を
    有していることと、 　前記第三及び第四の座の間に配置された磁性材料の第
    二のボールと、 　前記第三及び第四の座並びに前記第二のボールを取り
    囲み、且つ前記第二の部材及び前記第三の部材に対して
    油圧的に密封されている非磁性材料のスリーブと、 　前記第二のスリーブを取り囲む第二の電気コイルと、 　前記第二のコイル及び前記第二のスリーブを取り囲み
    且つ前記フランジ及び前記第三の部材に対して直接的に
    接合されて磁束通路を画定する磁性材料の第二のキャニ
    スターとからなる、電気油圧式弁。 ６　前記第一のボールを前記第二の座へ向けて弾性的に
    付勢するバネ手段と、前記第二のボールを前記第四の座
    へ向けて弾性的に付勢するバネ手段とを含む、特許請求
    の範囲第５項記載の電気油圧式弁。 ７　前記第二の座は非密封座である、特許請求の範囲第
    ６項記載の電気油圧式弁。
JP62088602A 1986-04-25 1987-04-10 電気油圧式弁 Pending JPS62297574A (ja)

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US856459 1986-04-25
US06/856,459 US4674536A (en) 1986-04-25 1986-04-25 Electrohydraulic valves for use in a system

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EP (1) EP0242696A3 (ja)
JP (1) JPS62297574A (ja)
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