JPS6362985A - 電磁式圧力制御弁 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁式圧力制御弁に関し、例えば油圧機器等に
おいて作動流体圧力を電気的に制御するパイロット式電
磁比例圧力制御弁として用いて有効である。特に本発明
の制御弁は大流量高圧力の流体を制御するのに適してい
る。

〔従来の技術および問題点〕

この種の制御弁として、従来のものは、例えば第８図に
示すようにハウジング１１０に形成された流体通路１５
７を、メインバルブ１３０が直接開閉するようになって
いた。しかしながら、このような構成の制御弁であって
は、第５図中実線Ａで示すように、メインバルブ１３０
の移動ストロークに対し、流体通路の開口面積が急激に
大きくなるという特性を有する。すなわち、流体通路の
開口面積は、流体通路部分の周方向長さに、メンパルプ
１３０のストロークを乗じたものであるため、しかも、
流体通路の周方向長さは大きなものとなっているため、
開口面積の増加割合は大きなものとなる。

換言すれば、従来の圧力制御弁において、メインバルブ
のストロークが小さな領域、すなわち流体通路を流れる
流量を少量に制御する領域においては、その流量制御を
正確に行うのが困難であった。第９図はこの例を示すが
、実線して示すようにメインバルブ１３０の移動ストロ
ークが小さな領域では、特に流体通路１５７を流れる流
量が少ない状態で、メインバルブ１３０の前後の差圧が
一定値に制御されないという不具合が生じた。なお、第
９図中りはメインバルブのストロークが小さな状態、ま
た第９図中実線Ｍはストロークがほぼ中程度の状態、そ
して実線Ｎはメインバルブ１３０のストロークが大きな
状態を示す。

制御弁により流体の差圧を正確に制御するためには、メ
インバルブ１３０の前後差圧は流体通路１５７内を流れ
る流体の流量にかかわらず常に所定の差圧が生じるよう
に制御しておくことが必要である。そのため、第９図に
示すように、特に第９図中実＆７ｆ　Ｌで示すようにメ
インバルブ１３０前後の差圧が大きく変動するようでは
、良好な流体制御が行えないこととなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記問題点に鑑み、簡単な構造で、かつ安定し
た圧力制御ができる電磁式圧力制御弁を提供することを
目的とする。

〔構成および作動〕

上記目的を達成するため、本発明制御弁では流体通路中
に円筒状のスリーブを配設する。そしてこのスリーブに
は所定面積の通路穴を形成しておく、この円筒状スリー
ブの内面にメインバルブを摺動自在に配設する。そして
、メインバルブの摺動ストロークによりスリーブに形成
された通路穴の開閉および開口面積の可変制御を行なう
ようにする。

すなわち、メインバルブが変位した時は、その変位に応
じて通路が開かれ、この通路大部分より流体通路中の流
体が流れるようにする。

ここで、流体通路穴の開口面積は、円筒状のスリーブの
側面に形成されたものであるため、上述の流体通路の周
方向長さに比べれば、小さなものとすることができ、か
つ流体通路穴の形状を適宜選定することにより、弁体の
ストロークに応じた最適開口面積とすることが可能であ
る。従って、弁体前後の差圧を常に一定値に制御するこ
とが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明制御弁の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図中、１はアルミニウム合金製のハウジングで、こ
のハウジングには流体通路１５７が形成されている。こ
の流体通路１５７は、例えば自動車の油圧モータ駆動用
の圧力流体の通路として用いられる。所定圧の流体が人
口部１０８より流入し、出口部１０９側へ逃がされる。

この逃し量を制御することにより、流体通路の入口部１
０８における流体圧力を所定圧に制御するものである。

また、ハウジング１１０には、流体通路１５７の途中に
通路室１５８が形成されており、この通路室１５８内に
円筒状のスリーブ１２０が配設されている。このスリー
ブ１２０は第３図に示すように端部の周面部分に通路穴
１２１が切欠形成されている。また、円筒状スリーブ１
２０の内部には同じく円筒状をしたメインバルブ１３０
が摺動自在に配設されている。このメインバルブ１３０
の端部にはエンドプレート１３５が形成されて、さらに
エンドプレート１３５には導圧孔１３２が開口している
。

メインバルブ１３０及びスリーブ１２０の内部は制御圧
室１７０が形成されており、この制御圧室には４圧孔１
３２より流体通路１５７、入口部１０８側の圧力が導入
される。

またスリーブ１２０の内部にはバルブシート１４０が固
定されている。このバルブシート１４０とメインバルブ
１３０のエンドプレート１３５との間にはスプリング１
５０が配設されている。このスプリング１５０にはメイ
ンバルブ１３０をハウジング１１０に形成された弁座１
１９側に押圧するものである。

バルブシートにはスピル孔１４３が形成されている。こ
のスピル孔１４３はハウジング１１０に形成されたスピ
ル通路１４８と連通し、さらにスピル通路１４８は流体
通路１５７の通路室１５８に連通している。

ハウジング１１０にはボルト１１７により磁性材料性の
カバー２１０が固定されている。このカバー内にはボビ
ン１０９及びこのボビンに巻線されたコイル２１２が配
設されている。なお、コイル２１２とカバー２１０との
間は樹脂材料、例えばナイロン樹脂製の成形品２１１が
充填されている。

カバー２１０の中心部には円筒状のスリーブ２０６が配
設されており、このスリーブ２０６の内面には磁性材料
製のステータコア２０３が固定されている。なお、ステ
ータコア２０３とスリーブ２０６との間は０リングによ
ってシールされている。

スリーブ２０６の内面にはまたムービングコア２１３も
摺動自在に配設されている。ムービングコア２１３はス
リーブ２０６において、上述のステータコア２０３と対
向配置されている。ムービングコア２１３の中央部は、
バルブシャフト２３１が固定されている。このバルブシ
ャフト２３１の先端部はパイロットバルブ２３２となり
、上述のスピル孔１４３の開閉を行なう。バルブシャフ
ト２３１はステータコア２０３の中心部に摺動自在に支
持されている。すなわち、ステータコア２０３の内面に
はブツシュ２０２が圧入されており、このブツシュ２０
２によりバルブシャフト２３１の摺動が支持される。

ステータコア２０３内にはアジャスタスクリュ２０７が
ネジ止めされており、このアジャスタスクリュ２０７に
より、スプリング２０５の付勢力が調整される。すなわ
ち、ムービングコア２１３の変位が調整される。また、
ステータコア２０３の端部は熱破線２０８によりシール
されている。

図中２０１はコイル２１２のターミナルで、図示しない
制御装置より所定の電気信号がコイル２１２に入力され
る。

次に上記構成制御弁の作動を説明する。コイル２１２に
通電されてなく、従ってコイル２１２が励磁していない
状態では、ムービングコア２１３はスプリング２０５の
付勢力により第１図左方向に変位している。従って、バ
ルブシャフト２３１は第１図中左方向に変位し、バイロ
フトバルブ２３２がスピル孔１４３を閉じている。この
状態では、流体通路１５７の特に高圧側１０８の圧力は
導圧孔１３２を通じて、制御圧室１７０に導入される。

従って、この状態においては、制御圧室１７０内の圧力
は流体通路１５７の入口部１０８の高圧状態とほぼ同圧
となっている。換言すれば、メインバルブ１３０のエン
ドプレート１３５の背面１３３及び表面１３６との間に
圧力差が生じない。

そのため、メインバルブ１３０はスプリング１５０の付
勢力により弁座１１９と当接している。この状態ではメ
インバルブ１３０の側面はスリーブ１２０に形成された
通路穴を塞いでいる。

従って、流体通路１５７は入口側１０８と出口側１０９
との間が遮断され、入口側１０８、出口側１０９との間
に差圧が保持される。

次に、コイル２１２に所定の電流が印加されると、その
電気信号に応じた磁気回路がムービングコア２１３、ス
テータコア２０３、カバー２１０の間に形成され、ムー
ビングコア２１３とステータコア２０３との間にきじ力
が生じる。きじ力が、スプリング２０５の付勢力と釣り
合う位置までムービングコア２１３は変位する。このム
ービングコア２１３の変位がバルブシャフト２３１を介
しパイロットバルブ２３２に伝達される。その結果、ス
ピル孔１４３が開かれることになる。ここで、スピル孔
１４３が開かれると、制御圧室１７０内の圧力はスピル
孔１４３よりスピル通路１４８を介し通路室１５８側へ
逃げることとなる。なお、この場合において流体がスピ
ル通路１４８を良好に流れることができるようバルブシ
ャフト２３１の先端には平面部１０６が取り付は形成さ
れている、すなわち、この平面部においてはパルプシャ
フト２３１とスピル通路１４８との間に所定の間隙が確
保され、バルブシャフト２３１が流体の大きな流通抵抗
となるのが防がれる。

このようにスピル孔１４３より流体が逃げれば制御圧室
１７０内の圧力が低下する。その結果、メインバルブ１
３０のエンドプレート１３５前ｆ＆面に所定の圧力差が
生じ、その圧力差がスプリング１５０と釣り合う位置ま
でメインバルブ１３０は図中右方向に変位する。

ここで、メインバルブ１３０のエンドプレート１３５に
は導圧孔１３２が開口しているため、所定量の流体はこ
の導圧孔１３２より制御圧室１７０側に流入することに
なる。換言すれば、導圧孔１３２より流入する流体の流
量とスピル孔１４３より流出する流体の流量との釣り合
う位置でメインバルブ１３０は一制御されることとなる
。すなわち、コイル２１２に大きな電流が流れ、ムービ
ングコア２１３及びバイロフトパルプ２３２が第１図右
方向に大きく変位すればスピル孔１４３の開口面積が大
きくなる。このような場合には、制御圧室１７０内の圧
力が流体通路１５７の出口部１０９側の低圧の近くまで
低下することとなり、導圧孔１３２を介し、流体が制御
圧室１７０側に流入するにもかかわらず、エンドプレー
ト１３５の前後には大きな圧力差が生じる。従って、こ
の状態ではメインバルブ１３０は第１図中右方向に大き
く変位する（第２図図示状態）。

一方、コイル２１２に入力される電流が小さな状態では
ムービングコア２１３、ステータコア２０３間のきし力
も小さなものとなる。従って、このような状態では、ス
ピル孔１４３の開口面積は小さい。単に、制御圧室内１
７０内の圧力は、さほど低下せず、そのためメインバル
ブ１３０のエンドプレート１３５前後面の圧力差も小さ
なものとなる。その結果、メインバルブ１３０の変位量
は小さく、通路孔１２１の開口面積も小さなものとなる
。第５図中、実線Ｂはメインバルブ１３０の移動ストロ
ークと通路孔１２１の開口面積との関係を示す。図に示
すように本例の制御弁では、メインバルブ１３０のスト
ローク変化に対し、通路孔１２１の開口面積の変化割合
は小さなものとなる。

この制御弁における流体通路１５７通過流量とメインバ
ルブ１３０前後差圧との関係を第６図に示す。第６図中
実線０はコイル２１２に供給される電流値が小さな状態
、例えば０．５　Ａ程度の状態におけるメインバルブ１
３０前後差圧を示す。すなわち、コイル２１２に供給さ
れる電流値が小さければ、ムービングコア２１３とステ
ータコア２０３間のきし力も小さなものとなり、その結
果メインバルブのストロークは小さくなる。そのためこ
のような状態ではメインバルブ１３０の前後差圧は大き
なものに保持される。特に本例の制御弁ではこのメイン
バルブ１３０の前後差圧が、流体通路１５７を流れる流
体の流量にかかわらず、つねにほぼ一定値に制御されて
いる。

第６図中、実線Ｂはコイル２１２に供給される電流値が
大きな状態、例えば０．９Ａ程度の状態を示す。この場
合には、ムービングコア２１３とステータコア２０３と
の間のきし力も大きくなり、ひいてはメインバルブ１３
０の変位量も太き（なる。従ってこの状態では、メイン
バルブ１３０の前後差圧は比較的小さな値に保持される
。

このように本例の制御弁によれば、コイルに印加される
電流値に係わらず、しかも流体通路１５７を流れる流体
流量にも係わらず常に所定の差圧をメインバルブ１３０
前後に保持することができる。換言すれば、本発明の制
御弁によれば流体通路１５７の入口部１０８側の圧力、
すなわち高圧側圧力と、出口部１０９側の圧力、すなわ
ち低圧側圧力との間の差圧を常に所定値に制御可能であ
る。

なお上述の例では、通路孔１２１を第３図図示形状とし
たが、この通路孔１２１の形状は他の形状としてもよい
ことは勿論である。例えば、第７図に示すような鍵穴形
状としてもよい。また三角形形状、長方形形状としても
よい。さらに、制御圧室１７０はスリーブ１２０の端部
より切欠形成することは必ずしも必要ではな（、必要に
応じ、スリーブの側面にのみ形成するようにしてもよい
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の制御弁によれば、流体通路
の前後差圧を常に所定圧に正確に保持することができる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制御弁の一実施例を示す断面図、第２図
は第１図図示制御弁の作動状態を示す断面図、第３図は
第１図図示スリーブの通路孔形状を示す斜視図、第４図
は本発明制御弁に使用するスリーブの他の実施例を示す
斜視図、第５図はメインバルブのストロークと通路口開
口面積との関係を示す説明図、第６図は第１図図示制御
弁のメインバルブ前後差圧と流体通路通過流量との関係
を示す説明図、第７図は本発明制御弁に用いるスリーブ
の他の例を示す斜視図、第８図は従来の制御弁のメイン
バルブ部分を示す断面図、第９図は第８図図示制御弁の
メインバルブ前座差圧と流体流量との関係を示す説明図
である。 １１０・・・ハウジング、１２０・・・スリーブ、１２
１・・・通路孔、１３０・・・メインバルブ、１４３・
・・スピル孔、１５７・・・流体通路、１７０・・・制
御圧室。 ２１２・・・コイル、２３２・・・バイロフトバルブ。 代理人弁理士　岡　　部　　　隆 第３図　　　　　　第４図 ストＤ−７１ｎｍ 第５図 棟　ｅ ご

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体通路を有するハウジングと、このハウジングの前記
   流体通路中に配設され通路穴を有する円筒状のスリーブ
   と、このスリーブ内に摺動自在に配設され、前記通路穴
   の開閉及び開口面積制御を行ない前記流体通路通過流量
   を制御するメインバルブと、このメインバルブを前記通
   路穴閉方向に付勢するスプリングと、前記メインバルブ
   の背面に配設され内部の圧力によりメインバルブを前記
   通路穴閉方向に付勢する制御圧室と、この制御圧室内の
   圧力を定圧側へ逃がすスピル通路と、このスピル通路を
   開閉する電磁弁とを備える電磁式圧力制御弁。