JP5416398B2 - Electromagnetic spool valve device - Google Patents
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Description
本発明は、リニアソレノイド部及びスプールを含む電磁スプール弁装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic spool valve device including a linear solenoid portion and a spool.
従来から、外形形状が略円柱状を呈するスプール弁と、前記スプール弁を駆動させる電磁アクチュエータとして機能するソレノイド部とから構成される電磁スプール弁が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetic spool valve is known that includes a spool valve whose outer shape is a substantially columnar shape and a solenoid portion that functions as an electromagnetic actuator that drives the spool valve.
この種の電磁スプール弁に関し、本出願人は、可動コアに対する吸引力をより一層向上させることが可能なリニアソレノイドバルブを提案している(例えば、特許文献1参照)。 With regard to this type of electromagnetic spool valve, the present applicant has proposed a linear solenoid valve that can further improve the attractive force with respect to the movable core (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に開示されたリニアソレノイドバルブでは、略円筒状に形成された弁ボデイの外周にインレットポート及びアウトレットポートが形成され、前記弁ボデイの内部には、軸方向に沿って移動することで前記インレットポート及びアウトレットポートの連通状態と非連通状態とを切り換える単一のスプールが配設されている。
ところで、前記特許文献1に開示されたリニアソレノイドバルブでは、例えば、制御装置から出力される制御信号に基づいてソレノイド部(コイル)のオフ状態(非通電状態)とオン状態(通電状態)とがデューティ比制御されることによって、インレットポート及びアウトレットポートの連通状態と非連通状態との2段階に切り換え、前記2段階の切換状態に対応した油圧が制御可能に設けられている。 By the way, in the linear solenoid valve disclosed in Patent Document 1, for example, the solenoid part (coil) is turned off (non-energized) and on (energized) based on a control signal output from the control device. By controlling the duty ratio, the inlet port and the outlet port are switched to a two-stage state of communication and non-communication, and the hydraulic pressure corresponding to the two-stage switching state is provided so as to be controllable.
この場合、前記特許文献1に開示されたリニアソレノイドバルブでは、単一のスプールを摺動させることによってアウトレットポートから導出される油圧を2段階の状態に切換制御しているが、前記油圧をより一層多段階に且つ高精度に切換制御することが産業界から希求されている。 In this case, in the linear solenoid valve disclosed in Patent Document 1, the hydraulic pressure derived from the outlet port is controlled to be switched to a two-stage state by sliding a single spool. There is a demand from the industry to perform switching control in more stages and with higher accuracy.
また、前記油圧の多段階の切換制御を複数のスプールによって行った場合であっても、前記油圧の切換制御時におけるスプールの動作遅延を極力抑制して、弁作動応答性を向上させることが要請される。 Further, even when the multistage switching control of the hydraulic pressure is performed by a plurality of spools, it is required to improve the valve operation responsiveness by suppressing the operation delay of the spool at the hydraulic pressure switching control as much as possible. Is done.
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、複数のスプールを用いて油圧を3段階の状態に高精度に切換制御することができると共に、前記切換制御時における弁作動応答性を向上させることが可能な電磁スプール弁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can switch the hydraulic pressure to a three-stage state with high accuracy using a plurality of spools, and can improve the valve operation responsiveness during the switching control. An object of the present invention is to provide an electromagnetic spool valve device that can be improved.
前記の目的を達成するため、本発明は、圧力流体が流通する複数のポートを有するバルブボデイとハウジングとを含む本体部と、前記ハウジングに設けられ、コイルボビンに巻回されたコイルと、前記コイルに対する通電作用下に固定コアに吸引される可動コアとを有するリニアソレノイド部と、前記バルブボデイの空間部内に直列且つ同軸状に配設されると共に、前記空間部に沿ってそれぞれ摺動可能に配設される第1スプール及び第2スプールを有し、前記第1スプールは、少なくとも、第1環状凹部、第2環状凹部及び第3環状凹部を含み、前記複数のポートは、少なくとも、第1インレットポート、第2インレットポート、第1アウトレットポート、第2アウトレットポート及び第3アウトレットポートを含み、前記第1スプール及び第2スプールの位置に対応して前記複数のポート間の連通状態と非連通状態とを切り換える弁機構部と、前記第1スプールと前記第2スプールとの間に介装される第1ばね部材と、前記バルブボデイの一端部と前記第2スプールとの間に介装される第2ばね部材とを備え、
オフ状態にある前記リニアソレノイド部に対して小電流が供給される弁初期状態と、前記リニアソレノイド部に対して前記小電流よりも大なる中間電流が供給され前記可動コアが中間位置にある第1リフト状態と、前記リニアソレノイド部に対して大電流が供給され前記可動コアが変位終端位置にある第2リフト状態にそれぞれ切換制御され、前記リニアソレノイド部のオフ状態及び弁初期状態では、前記第1ばね部材のばね力によって前記第1スプールと前記第2スプールとが非当接状態で軸方向に沿った一部が重畳した位置となり、前記第1スプールの前記第2環状凹部により前記第1インレットポートと前記第1アウトレットポートとが連通して前記第1アウトレットポートから圧力流体が導出され、前記第1リフト状態では、前記第1ばね部材のばね力に抗して前記第1スプールが前記第2スプール側に変位することにより、前記第1スプールと前記第2スプールとが当接した位置となり、前記第1スプールの前記第3環状凹部により前記第1インレットポートと前記第2アウトレットポートとが連通して前記第2アウトレットポートから圧力流体が導出され、前記第2リフト状態では、前記第1スプールと前記第2スプールとが当接した状態を保持しながら、前記第1スプール及び前記第2スプールは、前記第2ばね部材のばね力に抗して前記バルブボデイの一端部側に向かって一体的に所定距離だけ変位した位置となり、前記第1スプールの前記第1環状凹部により前記第1インレットポートと前記第1アウトレットポートとが連通して前記第1アウトレットポートから圧力流体が導出されると共に、前記第2スプールによって前記第2インレットポートと前記第3アウトレットポートとが連通して前記第3アウトレットポートから圧力流体が導出されることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a main body including a valve body having a plurality of ports through which a pressure fluid flows and a housing, a coil provided in the housing and wound around a coil bobbin, A linear solenoid part having a movable core that is attracted to a fixed core under energization, and a series and a coaxial arrangement in the space of the valve body, and also slidable along the space. The first spool includes at least a first annular recess, a second annular recess, and a third annular recess, and the plurality of ports include at least a first inlet port. the second inlet port, a first outlet port, the second comprises an outlet port and a third outlet port, said first spool及A valve mechanism for switching between a communication state and a non-communication state between the plurality of ports in correspondence with a position of the second spool; and a first spring member interposed between the first spool and the second spool And a second spring member interposed between one end of the valve body and the second spool,
An initial valve state in which a small current is supplied to the linear solenoid part in the off state, and an intermediate current larger than the small current is supplied to the linear solenoid part, and the movable core is in an intermediate position. In the 1 lift state, a large current is supplied to the linear solenoid part and the movable core is switched to the second lift state in the displacement end position, respectively. In the off state and the initial valve state of the linear solenoid part, Due to the spring force of the first spring member, the first spool and the second spool are in a non-contact state and a part along the axial direction is overlapped, and the second annular recess of the first spool causes the first 1 inlet port and said first outlet port is led pressure fluid from the first outlet port communicates, wherein the first lift state, the first By the spring force of the first spool against the spring member is displaced to the second spool side, the first spool and the second position next to the spool is in contact, said third of said first spool The first inlet port and the second outlet port are communicated with each other by an annular recess, and pressure fluid is led out from the second outlet port . In the second lift state, the first spool and the second spool are in contact with each other. while maintaining the contact state, the first spool and the second spool, said second spring member positioned next to that against the spring force displaced by integrally predetermined distance toward the one end side of the valve body of The first inlet port and the first outlet port communicate with each other through the first annular recess of the first spool to connect the first outlet port. With the pressure fluid is derived, by the second spool and said second inlet port and said third outlet port, characterized in that the pressure fluid is derived from the third outlet port communicates.
本発明では、リニアソレノイド部に対して電流が供給されていないオフ状態では、可動コアが原位置にあり、このオフ状態にあるリニアソレノイド部に対して小電流が供給されても、前記第1スプール及び第2スプールは何ら変位することがなく、弁初期状態に保持されるように設定されている。換言すると、弁初期状態において、リニアソレノイド部に供給される小電流は、可動コアを原位置に保持して第1スプール及び第2スプールが作動しない程度の微小電流に設定される。 In the present invention, in the off state where no current is supplied to the linear solenoid part, the movable core is in the original position, and even if a small current is supplied to the linear solenoid part in the off state, the first The spool and the second spool do not displace at all and are set so as to be maintained in the initial valve state. In other words, in the initial valve state, the small current supplied to the linear solenoid unit is set to a minute current that keeps the movable core in the original position and does not operate the first spool and the second spool.
このリニアソレノイド部のオフ状態及び弁初期状態では、第1ばね部材のばね力によって、第1スプールと第2スプールとが非当接状態で軸方向に沿った一部が重畳した位置となり、第1スプールの第2環状凹部により第1インレットポートと第1アウトレットポートとが連通して第1アウトレットポートから圧力流体が導出される。換言すると、第1スプール及び第2スプールは、第1スプールと第2スプールとの間に介装された第1ばね部材のばね力によって互いに離間する方向に押圧されているが、相互に近接する第1スプールの端部と第2スプールの端部とがその一部で重畳する位置に設定される。 In the OFF state and the initial valve state of the linear solenoid part, the first spring member is in a position where the first spool and the second spool are not in contact with each other and a part along the axial direction is overlapped . The first inlet port and the first outlet port communicate with each other through the second annular recess of one spool, and pressure fluid is led out from the first outlet port. In other words, the first spool and the second spool are pressed toward each other by the spring force of the first spring member interposed between the first spool and the second spool, but are close to each other. The end portion of the first spool and the end portion of the second spool are set at a position where they partially overlap each other.
リニアソレノイド部に対して小電流が供給された弁初期状態において、前記リニアソレノイド部に対して前記小電流よりも大なる中間電流が供給され、可動コアが中間位置に向かって変位するとき、第1スプールのみが第1ばね部材のばね力(スプリング荷重)に抗して摺動し第1リフト状態となる。 In an initial valve state in which a small current is supplied to the linear solenoid part, when an intermediate current larger than the small current is supplied to the linear solenoid part and the movable core is displaced toward the intermediate position, Only one spool slides against the spring force (spring load) of the first spring member and enters the first lift state.
この第1リフト状態では、第1ばね部材のばね力に抗して第1スプールが第2スプール側に向かって変位することにより、前記第1スプールと前記第2スプールとが当接した位置となり、第1スプールの第3環状凹部により第1インレットポートと第2アウトレットポートとが連通して第2アウトレットポートから圧力流体が導出される。この場合、第1ばね部材のスプリング荷重が第2ばね部材のスプリング荷重よりも小さく設定されることにより、第1ばね部材のばね力に抗して第1スプールのみが摺動し、第2スプールは摺動しない。 In the first lift state, the first spool is displaced toward the second spool against the spring force of the first spring member, so that the first spool and the second spool come into contact with each other. The first inlet port and the second outlet port communicate with each other through the third annular recess of the first spool, and pressure fluid is led out from the second outlet port. In this case, when the spring load of the first spring member is set smaller than the spring load of the second spring member, only the first spool slides against the spring force of the first spring member, and the second spool Does not slide.
本発明によれば、弁初期状態から第1リフト状態に変位する際、リニアソレノイド部に対して予め小電流が供給された状態にあるため、リニアソレノイド部に対して何ら電流が供給されていないリニアソレノイド部のオフ状態から第1リフト状態に変位した場合と比較して、弁初期状態から第1リフト状態へ迅速に移行することができ、切換制御時における弁動作の遅延を極力抑制して、弁作動応答性(例えば、電流値切換時におけるパルス信号の立ち上がり波形特性)を向上させることができる。 According to the present invention, when the valve is displaced from the initial valve state to the first lift state, a small current is supplied to the linear solenoid portion in advance, so that no current is supplied to the linear solenoid portion. Compared with the case where the linear solenoid section is displaced from the off state to the first lift state, the valve can be quickly shifted from the initial valve state to the first lift state, and the delay of the valve operation during switching control is suppressed as much as possible. The valve response (for example, the rising waveform characteristic of the pulse signal when the current value is switched) can be improved.
さらに、リニアソレノイド部に対して、前記中間電流よりも大なる大電流が供給されて可動コアが変位終端位置に向かって変位するとき、第1スプール及び第2スプールが第2ばね部材のばね力(スプリング荷重)に抗して摺動し第2リフト状態となる。 Further, when a large current larger than the intermediate current is supplied to the linear solenoid portion and the movable core is displaced toward the displacement end position, the first spool and the second spool are subjected to the spring force of the second spring member. It slides against (spring load) and enters the second lift state.
この第2リフト状態では、第1スプールと第2スプールとが当接した状態を保持しながら、第1スプール及び第2スプールは、第2ばね部材のばね力に抗してバルブボデイの一端部側に向かって一体的に所定距離だけ変位した位置となり、第1スプールの第1環状凹部により第1インレットポートと第1アウトレットポートとが連通して第1アウトレットポートから圧力流体が導出されると共に、第2スプールによって第2インレットポートと第3アウトレットポートとが連通して第3アウトレットポートから圧力流体が導出される。 In the second lift state, the first spool and the second spool are opposed to the spring force of the second spring member while the first spool and the second spool are in contact with each other. The first inlet port and the first outlet port are communicated with each other by the first annular recess of the first spool and pressure fluid is led out from the first outlet port. The second spool communicates with the second inlet port and the third outlet port, and pressure fluid is led out from the third outlet port.
このように、本発明では、第1スプールが、少なくとも、第1環状凹部、第2環状凹部及び第3環状凹部を含み、複数のポートが、少なくとも、第1インレットポート、第2インレットポート、第1アウトレットポート、第2アウトレットポート及び第3アウトレットポートを含むと共に、バルブボデイの空間部内に直列且つ同軸状に配置された第1スプール及び第2スプールが空間部に沿ってそれぞれ摺動し前記のような位置関係に設定されることにより、リニアソレノイド部のオフ状態及び弁初期状態、リニアソレノイド部に対して中間電流並びに大電流がそれぞれ供給された第1リフト状態並びに第2リフト状態からなる3段階に高精度に圧力流体の圧力を切換制御することができる。 Thus, in the present invention, the first spool includes at least the first annular recess, the second annular recess, and the third annular recess, and the plurality of ports include at least the first inlet port, the second inlet port, A first spool and a second spool , which include one outlet port, a second outlet port, and a third outlet port, and are arranged in series and coaxially in the space portion of the valve body, slide along the space portion as described above. By setting the relative positional relationship, the linear solenoid unit is in an off state and an initial valve state, and includes a first lift state and a second lift state in which an intermediate current and a large current are respectively supplied to the linear solenoid unit. In addition, the pressure of the pressure fluid can be switched and controlled with high accuracy.
さらに、本発明では、バルブボデイに設けられる複数のポートとして、少なくとも、第1インレットポート、第2インレットポート、第1アウトレットポート、第2アウトレットポート及び第3アウトレットポートが含まれるとよい。 In the present invention, the plurality of ports provided in the valve body may include at least a first inlet port, a second inlet port, a first outlet port, a second outlet port, and a third outlet port.
前記リニアソレノイド部のオフ状態及び弁初期状態では、前記第1インレットポートと前記第1アウトレットポートとが連通して前記第1アウトレットポートから圧力流体が導出される。第1リフト状態では、前記第1インレットポートと前記第2アウトレットポートとが連通して前記第2アウトレットポートから圧力流体が導出される。第2リフト状態では、前記第1インレットポートと前記第1アウトレットポートとが連通して前記第1アウトレットポートから圧力流体が導出されると共に、前記第2インレットポートと前記第3アウトレットポートとが連通して前記第3アウトレットポートから圧力流体が導出される。 In the OFF state and the initial valve state of the linear solenoid portion, the first inlet port and the first outlet port communicate with each other, and pressure fluid is led out from the first outlet port. In the first lift state, the first inlet port and the second outlet port communicate with each other, and pressure fluid is led out from the second outlet port. In the second lift state, the first inlet port and the first outlet port communicate with each other, pressure fluid is led out from the first outlet port, and the second inlet port and the third outlet port communicate with each other. Thus, the pressure fluid is led out from the third outlet port.
さらにまた、本発明によれば、リニアソレノイド部のオフ状態では、前記リニアソレノイド部で発生する電磁推力Fが零で(F=0)、第1ばね部材のスプリング荷重L1と第2ばね部材のスプリング荷重L2とがF<L1<L2の関係に設定されるとよい。リニアソレノイド部のオフ状態では、可動コアに付与される電磁推力Fが零であるため、第1スプール及び第2スプールに駆動力が伝達されることがなく、前記第1スプール及び第2スプールは原位置にある。 Furthermore, according to the present invention, in the OFF state of the linear solenoid part, the electromagnetic thrust F generated in the linear solenoid part is zero (F = 0), and the spring load L1 of the first spring member and the second spring member The spring load L2 may be set to a relationship of F <L1 <L2. In the OFF state of the linear solenoid portion, the electromagnetic thrust F applied to the movable core is zero, so that no driving force is transmitted to the first spool and the second spool, and the first spool and the second spool are In situ.
リニアソレノイド部の弁初期状態では、前記リニアソレノイド部で発生する電磁推力F0が、第1ばね部材のスプリング荷重L1及び第2ばね部材のスプリング荷重L2よりも小さいF0<L1<L2の関係に設定されるとよい。リニアソレノイド部の弁初期状態では、前記リニアソレノイド部で発生する電磁推力F0が、第1ばね部材のスプリング荷重L1及び第2ばね部材のスプリング荷重L2よりも小さく設定されているため、第1スプール及び第2スプールに駆動力が伝達されることがなく、前記第1スプール及び第2スプールは原位置にある。 In the initial valve state of the linear solenoid portion, the electromagnetic thrust F0 generated in the linear solenoid portion is set to a relationship of F0 <L1 <L2 which is smaller than the spring load L1 of the first spring member and the spring load L2 of the second spring member. It is good to be done. In the initial valve state of the linear solenoid portion, the electromagnetic thrust F0 generated in the linear solenoid portion is set to be smaller than the spring load L1 of the first spring member and the spring load L2 of the second spring member. The driving force is not transmitted to the second spool, and the first spool and the second spool are in their original positions.
第1リフト状態では、リニアソレノイド部で発生する電磁推力F1が、前記第1ばね部材のスプリング荷重L1よりも大きく、第2ばね部材のスプリング荷重L2より小さいL1<F1<L2の関係に設定されるとよい。第1リフト状態では、可動コアに対して電磁推力F1が付与されて第1スプールを付勢する第1ばね部材のスプリング荷重L1に打ち勝って第1スプールのみを摺動させることができる。なお、前記電磁推力F1は、第2ばね部材のスプリング荷重L2よりも小さいため、第2スプールは摺動することがなく第1スプールのみが摺動する。 In the first lift state, the electromagnetic thrust F1 generated in the linear solenoid portion is set to a relationship of L1 <F1 <L2 which is larger than the spring load L1 of the first spring member and smaller than the spring load L2 of the second spring member. Good. In the first lift state, only the first spool can be slid by overcoming the spring load L1 of the first spring member that applies the electromagnetic thrust F1 to the movable core and biases the first spool. Since the electromagnetic thrust F1 is smaller than the spring load L2 of the second spring member, the second spool does not slide and only the first spool slides.
第2リフト状態では、リニアソレノイド部で発生する電磁推力F2が、前記第1ばね部材のスプリング荷重L1及び第2ばね部材のスプリング荷重L2よりも大きいL1<L2<F2の関係に設定されるとよい。第2リフト状態では、可動コアに対して電磁推力F2が付与されて第2ばね部材のスプリング荷重L2に打ち勝って第1スプール及び第2スプールを一体的に摺動させることができる。 In the second lift state, when the electromagnetic thrust F2 generated in the linear solenoid portion is set to a relationship of L1 <L2 <F2 which is larger than the spring load L1 of the first spring member and the spring load L2 of the second spring member. Good. In the second lift state, the electromagnetic thrust F2 is applied to the movable core and the spring load L2 of the second spring member is overcome and the first spool and the second spool can be slid integrally.
本発明では、複数のスプールを用いて油圧を3段階の状態に高精度に切換制御することができると共に、前記切換制御時における弁作動応答性を向上させることが可能な電磁スプール弁装置が得られる。 According to the present invention, an electromagnetic spool valve device can be obtained that can switch the hydraulic pressure to a three-stage state with high accuracy using a plurality of spools and improve the valve operation responsiveness during the switching control. It is done.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図1〜図4は、本発明の実施形態に係る電磁スプール弁装置の軸方向に沿った縦断面図、図5〜図7は、図1、図3、図4の部分拡大縦断面図、図8は、前記電磁スプール弁装置を構成する第1スプール及び第2スプールの軸方向に沿った縦断面拡大図、図9は、前記電磁スプール弁装置を構成するバルブボデイの軸方向に沿った縦断面拡大図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. 1 to 4 are longitudinal sectional views along an axial direction of an electromagnetic spool valve device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 7 are partially enlarged longitudinal sectional views of FIGS. FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view along the axial direction of the first spool and the second spool constituting the electromagnetic spool valve device, and FIG. 9 is a longitudinal section along the axial direction of the valve body constituting the electromagnetic spool valve device. It is a surface enlarged view.
図1〜図4に示されるように、電磁スプール弁装置10は、例えば、磁性金属材料によって有底円筒状に形成され、内部に直動リニアソレノイドからなるリニアソレノイド部12が配設されたハウジング14と、前記ハウジング14と一体的に結合され、内部に弁機構部16が設けられたスリーブ状のバルブボデイ18とを含む。なお、前記ハウジング14及びバルブボデイ18は、本体部として機能するものである。
As shown in FIGS. 1 to 4, the electromagnetic
前記ハウジング14は、軸方向に沿って長尺に形成された円筒部14aと、前記円筒部14aの内側に所定間隔離間して形成され該円筒部14aと略平行に延在し且つ短尺に形成された円筒状ヨーク14bと、前記円筒部14a及び円筒状ヨーク14bの一端部に形成され内部に縦断面矩形状の凹部を有する膨出部14cとから構成される。この場合、前記円筒部14a、円筒状ヨーク14b及び膨出部14cが一体化されて形成される。
The
なお、前記円筒状ヨーク14bは、例えば、ハウジング14と別体で構成された略円筒体からなる他のヨーク(図示せず)を、ハウジング14の膨出部14cの内周面に形成した図示しない圧入嵌合部に圧入嵌合するように形成してもよい。
The
前記リニアソレノイド部12は、ハウジング14内に収容されるコイル組立体と、前記ハウジング14の閉塞端側に該ハウジング14と一体的に形成され前記コイル組立体の内部に配置される円筒状ヨーク14bと、前記ハウジング14の開口端部に結合されると共に、コイル組立体の内側で軸方向に沿って円筒状ヨーク14bと所定のクリアランスを介して配置される固定コア20と、前記円筒状ヨーク14b及び固定コア20に対して摺動可能に嵌挿された可動コア22とを有する。
The
なお、所定間隔離間して前記可動コア22と対向する前記固定コア20の一端部には、外周面が徐々に縮径するテーパ面を有し、縦断面が鋭角状に形成された環状の鍔部20aが設けられる。また、前記コイル組立体は、樹脂製材料によって形成され軸方向に沿って両端部にフランジを有するコイルボビン24と、前記コイルボビン24に巻回されるコイル26とから構成される。
In addition, at one end of the fixed
前記ハウジング14と前記コイル26との間には、前記コイル26の外周面等をモールドする樹脂封止体28が設けられ、前記樹脂封止体28は、前記コイル26に連通するカプラ部30に連続して樹脂製材料によって一体成形される。前記カプラ部30には、前記コイル26と電気的に接続されるターミナルの端子部32が露呈するように設けられる。
Between the
前記可動コア22には、その中心部を貫通するシャフト34が固定され、前記シャフト34の軸方向に沿った一端部(上端部)には、ハウジング14の膨出部14cの凹部に装着された第1平軸受け36aを介して軸方向に摺動可能に軸支され、該シャフト34の他端部(下端部)は、固定コア20の中心部を貫通する貫通孔内に装着された第2平軸受け36bを介して軸方向に摺動可能に軸支される。なお、前記可動コア22とシャフト34とを別体で構成することがなく、前記シャフト34を含んで可動コア22を一体成形するようにしてもよい。
A
前記第1平軸受け36a及び第2平軸受け36bを介して、前記シャフト34の両端部をそれぞれ摺動自在に軸支する両端支持構造とすることにより、該シャフト34と一体的に変位する可動コア22の安定した直進性を確保することができる。
A movable core that displaces integrally with the
固定コア20に対向する可動コア22の端面には、非磁性材料によって形成され、コイル26に対する通電が停止されたとき、残留磁気の影響によって可動コア22が固定コア20に吸着されたままになることを防止する機能(貼り付き防止機能)を有するリング体38がシャフト34を介して装着される。
The end surface of the
この場合、図示しない電源をオンにしてコイル26に電流を流すことにより励磁作用が発生し、前記励磁作用によって可動コア22及びシャフト34が固定コア20側に向かって一体的に変位することにより、後記する第1スプール40及び/又は第2スプール42を作動(進退動作)させることができる。
In this case, an exciting action is generated by turning on a power source (not shown) and causing a current to flow through the
前記弁機構部16は、第1インレットポート44a、第2インレットポート44b、第1アウトレットポート46a、第2アウトレットポート46b、第3アウトレットポート46c、ドレンポート48及び呼吸ポート50がそれぞれ一側部に並設されたバルブボデイ18と、リニアソレノイド部12のシャフト34の一端部と当接し前記シャフト34によって押圧されることにより、前記バルブボデイ18内部の空間部52に沿ってそれぞれ摺動可能に配設された第1スプール40及び第2スプール42とを含む。
The
なお、呼吸ポート50は、可動コア22の進退動作に対応してハウジング14内のエアを給排気するものである。また、前記第1インレットポート44a、第2インレットポート44b、第1アウトレットポート46a、第2アウトレットポート46b、第3アウトレットポート46c、ドレンポート48及び呼吸ポート50は、圧力流体が流通する複数のポートとして機能するものである。
Note that the breathing
前記第1スプール40と前記第2スプール42とは、それぞれ別体で略円筒状に構成され、前記バルブボデイ18の空間部52内に直列且つ同軸状に配設される。この場合、図8に示されるように、前記第2スプール42の最大外径D2(後記する第7ランド60g及び第8ランド60hの外径)は、前記第1スプール40の最大外径D1(後記する第1〜第6ランド60a〜60fの外径)よりも大きく設定される(D1<D2)。
The
なお、図1に示されるように、前記各ポートの近傍部位には、前記バルブボデイ18が、例えば、自動車用エンジン等の他の部材54の側壁に装着された際、各ポートと他の部材54との連結部位をシールする単一のシール部材56が設けられる。
As shown in FIG. 1, when the
第1スプール40には、図8に示されるように、軸方向に沿って延在しリニアソレノイド部12側の上端部で閉塞すると共に、第2スプール42側の下端部で開口する長孔58が形成される。また、前記第1スプール40の上端部の近傍であって、後記する第1ランド60aと第2ランド60bとの間には、前記長孔58に連通し且つ軸方向と直交する方向に貫通する第1連通孔62aが形成される。
As shown in FIG. 8, the
さらに、前記第1スプール40の下端と後記する第6ランド60fとの間には、前記長孔58に連通し且つ軸方向と直交する方向に貫通する第2連通孔62bが形成される。この場合、図3に示される第1リフト状態(後記する)において、第1アウトレットポート46a、第1連通孔62a、長孔58、第2連通孔62b、後記する第3連通孔62c及びドレンポート48が相互に連通することにより、第1アウトレットポート46a側の圧油をドレンポート48から好適に排出することができる。
Further, a
第2スプール42の上端部には、図8に示されるように、第1スプール40の下端部が臨むと共に、前記下端部が当接可能に設けられた窪み部64が形成される。また、前記窪み部64の側壁には、第1スプール40の第2連通孔62bと連通可能に設けられ、第2スプール42の軸方向と直交する方向に貫通する第3連通孔62cが形成される。さらに、第2スプール42には、前記窪み部64に連通して軸方向に沿って貫通する段付き貫通孔66が形成される。
As shown in FIG. 8, the lower end of the
さらに、弁機構部16は、図1に示されるように、前記第2スプール42の端面と対向するように配置されバルブボデイ18の空間部52を閉塞するキャップ部材68と、第1スプール40と第2スプール42との間の重畳部位に介装された第1ばね部材70と、前記第2スプール42とキャップ部材68との間に介装された第2ばね部材72とを有する。なお、前記キャップ部材68は、バルブボデイ18の一端部として機能するものである。また、前記キャップ部材68の外周面には、環状溝を介して装着部位を液密乃至気密に保持するシールリング74が設けられ、バルブボデイ18の孔部に対して前記キャップ部材68が圧入嵌合される。
Further, as shown in FIG. 1, the
この場合、前記第2ばね部材72のスプリング荷重(ばね定数)L2は、前記第1ばね部材70のスプリング荷重(ばね定数)L1よりも大きく設定されている(L1<L2)。
In this case, the spring load (spring constant) L2 of the
本実施形態では、それぞれコイルスプリングからなる第1ばね部材70及び第2ばね部材72を用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図示しない板ばねやゴム等の弾性部材であって、第1スプール40及び第2スプール42を付勢(押圧力を付与)する付勢部材であればよい。
In the present embodiment, the
前記第1インレットポート44a及び第2インレットポート44bは、供給油路を介して油圧ポンプ等の図示しない油圧源(圧力流体供給源)にそれぞれ接続され、前記第1〜第3アウトレットポート46a〜46cは、出力油路を介して図示しない油圧機器の油圧作動部に接続され、ドレンポート48は、図示しないリザーバタンクに接続される。なお、本実施形態では、圧油を用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、圧縮エア等を含む圧力流体を作動媒体として用いることが可能である。
The
第1スプール40の外周面には、図8に示されるように、半径外方向に向かって所定長だけ膨出形成された環状突起部からなり、リニアソレノイド部12側からキャップ部材68側に向かう軸方向に沿って順に第1〜第6ランド60a〜60fが所定間隔離間して形成される。前記第1〜第6ランド60a〜60fは、それぞれ同一外径からなり、第1スプール40の最大外径D1を構成するものである。
As shown in FIG. 8, the outer peripheral surface of the
この場合、第1スプール40の相互に隣接する第2ランド60bと第3ランド60cとの間には、第1インレットポート44aと第1アウトレットポート46aとを連通させる第1環状凹部76aが形成される(図4の第2リフト状態参照)。また、第1スプール40の相互に隣接する第3ランド60cと第4ランド60dの間には、第1インレットポート44aと第1アウトレットポート46aとを連通させる第2環状凹部76bが形成される(図1のリニアソレノイド部オフ状態参照)。
In this case, a first
さらに、第1スプール40の相互に隣接する第4ランド60dと第5ランド60eの間には、第1インレットポート44aと第2アウトレットポート46bとを連通させる第3環状凹部76cが形成される(図3の第1リフト状態参照)。さらにまた、第1スプール40の相互に隣接する第5ランド60eと第6ランド60fの間には、第2アウトレットポート46bとドレンポート48とを連通させる第4環状凹部76dが形成される(図4の第2リフト状態参照)。またさらに、第1スプール40の第6ランド60fと下端部との間には、第2アウトレットポート46bとドレンポート48とを連通させる第5環状凹部76eが形成される(図1のリニアソレノイド部オフ状態参照)。
Further, a third
第1スプール40に近接する第2スプール42の上端部には、軸方向に沿って所定長だけ延在する窪み部64が形成され、前記窪み部64の内壁面に第1ばね部材70の一端部が係着され、第1スプール40の第6ランド60fの側壁に前記第1ばね部材70の他端部が係着される。この場合、第2スプール42の窪み部64の内径は、第1スプール40の下端部の外径よりも大きく設定されており、第1スプール40の下端部は、第1ばね部材70を圧縮させながら第2スプール42の窪み部64に沿って挿入されると共に、前記窪み部64の底壁64aと当接可能に設けられている(図6及び図7参照)。
A
第2スプール42の外周面には、図8に示されるように、軸方向に沿って幅広な第7ランド60g及び第8ランド60hが半径外方向に向かって膨出形成されると共に、前記第7ランド60gと第8ランド60hとの間であって第2スプール42の略中央部には、第2インレットポート44bと第3アウトレットポート46cとを連通させる第6環状凹部76fが形成される(図4の第2リフト状態参照)。
On the outer peripheral surface of the
バルブボデイ18の内壁には、図9に示されるように、空間部52に向かって突出し軸方向に沿って幅広な第1環状突出部78aと、軸方向に沿って幅狭な第2〜第7環状突出部78b〜78gとがそれぞれ形成され、前記第1〜第7環状突出部78a〜78gは、リニアソレノイド部12側からキャップ部材68側に向かって所定間隔だけ離間して順に配置される。
On the inner wall of the
前記したように、第1スプール40の最大外径D1と第2スプール42の最大外径D2とが異なるように設定されているため、この最大外径の相違(D1<D2)に対応して、前記バルブボデイ18の空間部52に設けられた第1〜第7環状突出部78a〜78gの内径もそれぞれ異なるように設定される。すなわち、図9に示されるように、バルブボデイ18の略中央部を基点としてハウジング14側に近接する第1〜第5環状突出部78a〜78eの内径d1は、略中央部からキャップ部材68側に近接する第6環状突出部78f及び第7環状突出部78gの内径d2と比較して小さく設定されている(d1<d2)。
As described above, since the maximum outer diameter D1 of the
従って、バルブボデイ18の内径は、リニアソレノイド部12側からキャップ部材68側に向かって小径から大径となるように形成されることにより、前記大径側からの空間部52の切削加工や第1スプール40、第2スプール42等の組付作業(後記する)を簡便に遂行することができる。また、図5及び図9に示されるように、バルブボデイ18の空間部52に設けられた第5環状突出部78eに隣接する部位には、リニアソレノイド部12がオフ状態のときに第2スプール42の上端部が当接してストッパとして機能する環状段差部80が設けられる。
Accordingly, the inner diameter of the
本実施形態に係る電磁スプール弁装置10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
The electromagnetic
先ず、電磁スプール弁装置10の組み付け作業について、説明する。
バルブボデイ18の内壁の内径は、リニアソレノイド部12側からキャップ部材68側に向かって小径から大径となるように形成され、図10に示されるように、バルブボデイ18の大径側開口部18aから空間部52に沿って第1スプール40及び第1ばね部材70を装填し、続いて、第2スプール42及び第2ばね部材72をそれぞれ装填した後、キャップ部材68を圧入して、前記大径側開口部18aを閉塞する。
First, the assembly work of the electromagnetic
The inner diameter of the inner wall of the
この場合、第1ばね部材70に係着する第2スプール42の一端部は、バルブボデイ18の内壁の略中央部に形成された環状段差部80に当接し(図10中の破線参照)、空間部52内で所定位置に位置決めされる。従って、第1スプール40が組み付け時に空間部52内である程度フリー状態であっても、第2スプール42が第2ばね部材72の押圧力によって環状段差部80に当接した位置で保持されるため、組み付け作業が容易となって組み付け性を向上させることができる。
In this case, one end portion of the
なお、バルブボデイ18の小径側開口部18bは、予めユニット化して構成されたリニアソレノイド部12の端面薄肉部を内側に加締めることにより(図1乃至図4参照)、バルブボデイ18とハウジング14とが一体的に結合されて閉塞される。
In addition, the small-diameter side opening 18b of the
次に、電磁スプール弁装置10の動作について説明する。
リニアソレノイド部12の非通電時には、図1に示されるように、前記リニアソレノイド部12の電磁力(電磁推力)が何ら発生しないため(電磁推力F=0)、第1スプール40は、第1ばね部材70のばね力(L1)によってリニアソレノイド部12側に向かって押圧された状態にあると共に、第2スプール42は、第2ばね部材72のばね力(L2)によって第1スプール70側に向かって押圧され、前記第2スプール42の上端部が環状段差部80に当接して上方への変位が規制された状態にある。
Next, the operation of the electromagnetic
When the
従って、リニアソレノイド部12のオフ状態では、図1に示されるように、第1スプール40の外周面に形成された第2環状凹部76bによって、第1インレットポート44aと第1アウトレットポート46aとが連通した状態にあり、第1インレットポート44aから導入された圧油が第2環状凹部76b及び第1アウトレットポート46a(OUT1)を経由して他の部材54に供給される。
Therefore, in the OFF state of the
同時に、リニアソレノイド部12のオフ状態では、図1に示されるように、第1スプール40の下端部分と第2スプール42の上端部分とが重畳する位置に、前記第1スプール40及び第2スプール42が設定される。従って、第2アウトレットポート46bは、第1スプール40の第5環状凹部76eを介してドレンポート48と連通した状態にあり、第2アウトレットポート46bに残存する圧油がドレンポート48から排出される。
At the same time, when the
図1に示されるリニアソレノイド部12のオフ状態では、第2スプール42の外周面に形成された第8ランド60hとバルブボデイ18の第7環状突出部78gとが当接し、第2インレットポート44bと第3アウトレットポート46cとが非連通状態にある。
In the OFF state of the
このように、リニアソレノイド部12のオフ状態では、第1ばね部材70のスプリング荷重L1が第2ばね部材72のスプリング荷重L2よりも小さく設定されていると共に、前記リニアソレノイド部12の電磁推力Fが零で第1ばね部材70のスプリング荷重L1よりも小さくなっているため、可動コア22が最上端の原位置にある(F<L1<L2、F=0)。
Thus, in the OFF state of the
続いて、図示しない電流値切換装置(例えば、制御機構から導出される制御信号によって制御され、コイル26に電流を供給して前記コイル26を付勢する図示しないドライバ等)によって所定の小電流(例えば、微小電流)をリニアソレノイド部12に供給することにより、リニアソレノイド部12が弁初期状態となる。この弁初期状態では、図2に示されるように、オフ状態にあるリニアソレノイド部12に対して小電流が供給されても、前記第1スプール40及び第2スプール42は何ら変位することがなく、リニアソレノイド部12のオフ状態と同様な弁位置からなる弁初期状態に保持される。
Subsequently, a predetermined small current (such as a driver (not shown) that is controlled by a control signal derived from the control mechanism and supplies the current to the
すなわち、前記弁初期状態では、リニアソレノイド部12に対して小電流が供給されコイル26によって微小な電磁推力F0が発生するが、前記電磁推力F0は、第1ばね部材70のスプリング荷重L1及び第2ばね部材72のスプリング荷重L2よりも小さいF0<L1<L2の関係に設定されている。従って、前記リニアソレノイド部12の弁初期状態では、前記リニアソレノイド部12で発生する電磁推力F0が、前記第1ばね部材70のスプリング荷重L1及び前記第2ばね部材72のスプリング荷重L2よりも小さく設定されているため、第1スプール40及び第2スプール42に駆動力が伝達されることがなく、前記第1スプール40及び第2スプール42は、リニアソレノイド部12のオフ状態と同様に、第1スプール40の下端部分と第2スプール42の上端部分とが重畳する位置に設定される。
That is, in the initial valve state, a small current is supplied to the
続いて、図示しない電流値切換装置によって電流値(I)を切換制御し前記小電流よりも大なる所定の中間電流をリニアソレノイド部12に供給することにより(図11参照)、リニアソレノイド部12が第1リフト状態となる。この第1リフト状態では、図3に示されるように、コイル26へ流れる電流値に比例した電磁力(電磁推力F1)によって可動コア22が固定コア20側に向かって吸引され、前記可動コア22が中間位置で停止する。
Subsequently, the current value (I) is switched by a current value switching device (not shown), and a predetermined intermediate current larger than the small current is supplied to the linear solenoid unit 12 (see FIG. 11), whereby the
すなわち、可動コア22及びシャフト34の変位が第1スプール40に伝達され、前記第1スプール40が第1ばね部材70のばね力(L1)に抗して第2スプール42側に向かって接近する方向に変位し、第1スプール40の下端部が第2スプール42の窪み部64の底部64aに当接することによってその変位が規制される(図6参照)。
That is, the displacement of the
従って、図3に示されるように、第1スプール40の第3ランド60cとバルブボデイ18の第3環状突出部78cとが当接して第1インレットポート44aと第1アウトレットポート46aとの連通状態が遮断されると共に、第1スプール40の外周面に形成された第3環状凹部76cによって第1インレットポート44a及び第2アウトレットポート46b間が連通した状態に弁位置が切り換えられる。この結果、第1インレットポート44aから導入された圧油は、第3環状凹部76c及び第2アウトレットポート46b(OUT2)を経由して他の部材54に供給される。
Therefore, as shown in FIG. 3, the
同時に、図6に示されるように、第1スプール40の下端部分と第2スプール42の上端部分との重畳部位において、第1スプール40の第2連通孔62bと第2スプール42の第3連通孔62cとが略水平方向でラップする。従って、図3に示されるように、第1アウトレットポート46aは、第1スプール40の第1連通孔62a、長孔58、第2連通孔62b、第2スプール42の第3連通孔62cを経由してドレンポート48と連通した状態となり、前記第1アウトレットポート46aに残存する圧油がドレンポート48から好適に排出される。
At the same time, as shown in FIG. 6, the
弁初期状態の小電流から電流値(I)が切り換えられて前記小電流よりも大なる所定の中間電流がリニアソレノイド部12に供給された第1リフト状態では、第1ばね部材70のスプリング荷重L1よりも大きく、且つ、第2ばね部材72のスプリング荷重L2よりも小さい電磁推力F1がリニアソレノイド部12で発生するため、可動コア22が中間位置で停止する(L1<F1<L2)。従って、リニアソレノイド部12で発生する電磁推力F1によって第1スプール40のみを押圧して変位させることができるが、第2スプール42を押圧して変位させることはできない。
In the first lift state in which the current value (I) is switched from the small current in the initial valve state and a predetermined intermediate current larger than the small current is supplied to the
この結果、第1リフト状態では、第1スプール40のみが変位して第2スプール42に当接してその変位が規制されると共に、第2スプール42はそのまま原位置に停止した状態にある。
As a result, in the first lift state, only the
本実施形態では、弁初期状態から第1リフト状態に変位する際、リニアソレノイド部12に対して予め小電流が供給された状態にあるため、リニアソレノイド部12に対して何ら電流が供給されていないリニアソレノイド部12のオフ状態(図1参照)から第1リフト状態(図3参照)に変位した場合と比較して、弁初期状態から第1リフト状態へ迅速に移行することができ、切換制御時における弁動作の遅延を極力抑制して、弁作動応答性を向上させることができる。
In the present embodiment, when the valve is displaced from the initial valve state to the first lift state, a small current is supplied to the
換言すると、本実施形態では、リニアソレノイド部12のオフ状態(図1参照)からリニアソレノイド部12の第1リフト状態(図3参照)へ直接的に移行することがなく、前記オフ状態と前記第1リフト状態との間に、リニアソレノイド部12へ微小電流を供給する準備段階(弁初期状態)を設けることにより、図11に示されるように、電流値切換時におけるパルス信号の立ち上がり波形を良好なものとして、弁作動応答性を向上させることができる。
In other words, in this embodiment, the
次に、図示しない電流値切換装置によって電流値(I)を切換制御し前記中間電流よりも大なる所定の大電流をリニアソレノイド部12に供給することにより(図11参照)、リニアソレノイド部12の第2リフト状態となる。この第2リフト状態では、図4に示されるように、コイル26へ流れる電流値に比例した電磁力(電磁推力F2)によって可動コア22が固定コア20側に向かってさらに吸引され、前記可動コア22が最下端位置(変位終端位置)で停止する。
Next, the current value (I) is switched and controlled by a current value switching device (not shown), and a predetermined large current larger than the intermediate current is supplied to the linear solenoid unit 12 (see FIG. 11). The second lift state is established. In the second lift state, as shown in FIG. 4, the
すなわち、可動コア22及びシャフト34のさらなる変位が第1スプール40を通じて第2スプール42に伝達され、前記第1スプール40及び第2スプール42が第2ばね部材72のばね力(L2)に抗してキャップ部材68側に向かって接近する方向に一体的に変位する。
That is, further displacement of the
従って、図4に示されるように、第1スプール40の第4ランド60dとバルブボデイ18の第4環状突出部78dとが当接して第1インレットポート44aと第2アウトレットポート46bとの連通状態が遮断されると共に、第1スプール40の外周面に形成された第1環状凹部76aによって第1インレットポート44a及び第1アウトレットポート46a間が連通した状態に弁位置が切り換えられる。同時に、第2スプール42の外周面に形成された第6環状凹部76fを介して第2インレットポート44bと第3アウトレットポート46cとが連通状態となる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the
この結果、第1インレットポート44aから導入された圧油は、第1環状凹部76a及び第1アウトレットポート46a(OUT1)を経由して他の部材54に供給されると共に、第2インレットポート44bから導入された圧油は、第6環状凹部76f及び第3アウトレットポート46c(OUT3)を経由して他の部材54に供給される。
As a result, the pressure oil introduced from the
第2アウトレットポート46bは、第1スプール40の外周面に形成された第4環状凹部76dを介してドレンポート48と連通した状態となり、前記第2アウトレットポート46bに残存する圧油がドレンポート48から好適に排出される。
The
この場合、図7に示されるように、第2スプール42の上端面と第1スプール40の下端部側に形成された第6ランド60fの側壁面とが略同一の高さHに設定されているため、第2アウトレットポート46bからドレンポート48への圧油の流れを円滑にすることができる。
In this case, as shown in FIG. 7, the upper end surface of the
また、図7に示されるように、第2スプール42には、軸方向に沿って貫通する段付き貫通孔66が設けられているため、第2スプール42の下端部とキャップ部材68との間に存在する圧油は、前記段付き貫通孔66、第2連通孔62b及び第3連通孔62cを経由して、ドレンポート48から好適に排出することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the
第1リフト状態の中間電流から電流値(I)が切り換えられて前記中間電流よりも大なる所定の大電流がリニアソレノイド部12に供給された第2リフト状態では、第1ばね部材40のスプリング荷重L1よりも大きく、さらに、第2ばね部材42のスプリング荷重L2よりも大きい電磁推力F2がリニアソレノイド部12で発生することにより、可動コア22が最下端位置(変位終端位置)で停止する(L1<L2<F2)。従って、リニアソレノイド部12で発生する電磁推力F2によって第1スプール40及び第2スプール42をそれぞれ略同時に押圧して一体的に変位させることができる。
In the second lift state in which the current value (I) is switched from the intermediate current in the first lift state and a predetermined large current greater than the intermediate current is supplied to the
この結果、第2リフト状態では、リニアソレノイド部12で発生する電磁推力F2によって、第1ばね部材70及び第2ばね部材72のスプリング荷重L1、L2にそれぞれ抗して、第1スプール40及び第2スプール42をそれぞれ同軸状に変位させることにより、第1インレットポート44aと第1アウトレットポート46aとを相互に連通させると共に、第2インレットポート44bと第3アウトレットポート46cとを相互に連通させて、第1アウトレットポート46a(OUT1)及び第3アウトレットポート46c(OUT3)を通じて他の部材54に圧油を供給することができる。
As a result, in the second lift state, the electromagnetic thrust F2 generated by the
このように、本実施形態では、リニアソレノイド部12のオフ状態(図1参照)及び弁初期状態(図2参照)と、リニアソレノイド部12に中間電流を供給した第1リフト状態(図3参照)と、リニアソレノイド部12に大電流を供給した第2リフト状態(図4参照)との3段階の状態に確実に高精度に切換制御することができる。
As described above, in this embodiment, the
次に、前記3段階の状態に切換制御される第1スプール40及び第2スプール42の位置関係を図13に示す。
Next, FIG. 13 shows the positional relationship between the
図13(a)に示されるように、リニアソレノイド部12のオフ状態及び弁初期状態では、第1ばね部材70のばね力によって、第1スプール40と第2スプール42とが非当接状態で軸方向に沿って相互に近接する端部が重畳した位置に設定される。換言すると、第1スプール40及び第2スプール42は、第1スプール40と第2スプール42との間に介装された第1ばね部材70のばね力によって互いに離間する方向に押圧されているが、相互に近接する第1スプール40の端部と第2スプール42の端部とが重畳する位置に設定されている。
As shown in FIG. 13A, in the OFF state and the initial valve state of the
次に、図13(b)に示されるように、第1リフト状態では、第1ばね部材70のばね力に抗して第1スプール40が第2スプール42側に向かって変位することにより、前記第1スプール40と前記第2スプール42とが当接した位置に設定される。この場合、第1ばね部材70のスプリング荷重L1が第2ばね部材72のスプリング荷重L2よりも小さく設定されることにより、第1ばね部材70のばね力に抗して第1スプール40のみが摺動し、第2スプール42は摺動しない。
Next, as shown in FIG. 13B, in the first lift state, the
さらに、図13(c)に示されるように、第2リフト状態では、第1スプール40と第2スプール42とが当接した状態を保持しながら、第1スプール40及び第2スプール42は、第2ばね部材72のばね力に抗してバルブボデイ18の一端部側に向かって一体的に所定距離だけ変位した位置に設定される。
Further, as shown in FIG. 13 (c), in the second lift state, the
このように、本実施形態では、直列且つ同軸状に配置された第1スプール40及び第2スプール42が前記のような位置関係に設定されることにより、リニアソレノイド部12のオフ状態及び弁初期状態、リニアソレノイド部12に対して中間電流並びに大電流がそれぞれ供給された第1リフト状態並びに第2リフト状態からなる3段階に高精度に圧力流体の圧力を切換制御することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、図1〜図4に示されるように、第1〜第3アウトレットポート46a〜46cからなる3つのポートに対し、共通化された単一のドレンポート48を設けているため、通常の場合(出力ポートが3つであれば、ドレンポートが2つ以上)と比較して前記ドレンポート48の個数を減少させることができる。
Moreover, in this embodiment, as FIG. 1-4 shows, the common
さらに、本実施形態では、図7に示されるように、バルブボデイ18の空間部52内に同軸状に配置された第1スプール40の下端部分と第2スプール42の上端部分とが重畳するように設けられているため、ドレンポート48の軸方向の長さを短縮してバルブボデイ18の軸方向寸法をより一層短縮することができる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the lower end portion of the
なお、本実施形態では、図示しない電流値切換装置によってリニアソレノイド部12に通電される電流値(I)を、小電流、中間電流、大電流に順次切り換えた状態(図11参照)を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図12に示されるように、弁初期状態の小電流からいきなり第2リフト状態の大電流に電流値(I)を切り換えることが可能である。また、前記とは逆に、リニアソレノイド部12に通電される電流値(I)を減少させる方向に、例えば、大電流、中間電流、小電流に順次切り換えることや、大電流からいきなり小電流に切り換えることができる。このように、本実施形態では、図示しない電流値切換装置によってリニアソレノイド部12に通電される電流値(I)を、小電流と中間電流と大電流との3つの電流値間で自在に切り換えることができる。
In this embodiment, the current value (I) energized to the
次に、本実施形態と同様に油圧を3段階に切り換えることが可能な比較例を図14に示す。この比較例では、3ポート2位置電磁弁100(以下、3方弁100という)と2ポート2位置電磁弁110(以下、2方弁110という)からなる2つの電磁弁を組み合わせることによって油圧を3段階に切換制御している。 Next, FIG. 14 shows a comparative example in which the hydraulic pressure can be switched in three stages as in the present embodiment. In this comparative example, the hydraulic pressure is increased by combining two solenoid valves, which are a three-port two-position solenoid valve 100 (hereinafter referred to as a three-way valve 100) and a two-port two-position solenoid valve 110 (hereinafter referred to as a two-way valve 110). Switching control is performed in three stages.
比較例に係る弁装置の動作を概略説明すると、図14(a)では、3方弁100及び2方弁110をそれぞれオフ状態とすることにより、3方弁100のOUT1からのみ圧油を導出させている。図14(b)では、3方弁100をオン状態とすると共に、2方弁110をオフ状態とすることによって、3方弁100のOUT2からのみ圧油を導出させている。図14(c)では、3方弁100をオフ状態とすると共に、2方弁110をオン状態とすることによって、3方弁100のOUT1から圧油を導出させると同時に2方弁110のOUT3から圧油を導出させている。
Schematically explaining the operation of the valve device according to the comparative example, in FIG. 14A, the pressure oil is derived only from OUT1 of the three-
このように、3方弁100と2方弁110との2つの電磁弁を組み合わせて油圧を3段階の状態に切換制御する比較例では、電磁弁を2個使用するため(ソレノイド部も2個となる)、弁ボデイが大型化して重量が増大すると共に、コストが高騰するという不具合がある。
As described above, in the comparative example in which the two solenoid valves of the three-
これに対して、本実施形態では、単一の本体部(ハウジング14及びバルブボデイ18の結合体)内に第1スプール40及び第2スプール42を直列且つ同軸状に配設して連動させ、さらに、スプリング荷重がそれぞれ異なる第1ばね部材70及び第2ばね部材72を配設する構成を採用することにより、前記比較例と比較して、装置全体の小型・軽量化を達成することができると共に、コストを低減することができる。
In contrast, in the present embodiment, the
なお、本実施形態では、第1〜第3アウトレットポート46a〜46cからなる3つのアウトレットポートを設けるようにしたが、もう1つアウトレットポート(図示せず)を増やして4つのアウトレットポートを設けるようにしてもよい。
In the present embodiment, three outlet ports including the first to
10 電磁スプール弁装置
12 リニアソレノイド部
14 ハウジング
16 弁機構部
18 バルブボデイ
20 固定コア
22 可動コア
26 コイル
34 シャフト
40 第1スプール
42 第2スプール
44a 第1インレットポート
44b 第2インレットポート
46a 第1アウトレットポート
46b 第2アウトレットポート
46c 第3アウトレットポート
52 空間部
68 キャップ部材
70 第1ばね部材
72 第2ばね部材
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ハウジングに設けられ、コイルボビンに巻回されたコイルと、前記コイルに対する通電作用下に固定コアに吸引される可動コアとを有するリニアソレノイド部と、
前記バルブボデイの空間部内に直列且つ同軸状に配設されると共に、前記空間部に沿ってそれぞれ摺動可能に配設される第1スプール及び第2スプールを有し、
前記第1スプールは、少なくとも、第1環状凹部、第2環状凹部及び第3環状凹部を含み、
前記複数のポートは、少なくとも、第1インレットポート、第2インレットポート、第1アウトレットポート、第2アウトレットポート及び第3アウトレットポートを含み、
前記第1スプール及び第2スプールの位置に対応して前記複数のポート間の連通状態と非連通状態とを切り換える弁機構部と、
前記第1スプールと前記第2スプールとの間に介装される第1ばね部材と、
前記バルブボデイの一端部と前記第2スプールとの間に介装される第2ばね部材と、
を備え、
オフ状態にある前記リニアソレノイド部に対して小電流が供給される弁初期状態と、前記リニアソレノイド部に対して前記小電流よりも大なる中間電流が供給され前記可動コアが中間位置にある第1リフト状態と、前記リニアソレノイド部に対して大電流が供給され前記可動コアが変位終端位置にある第2リフト状態にそれぞれ切換制御され、
前記リニアソレノイド部のオフ状態及び弁初期状態では、前記第1ばね部材のばね力によって前記第1スプールと前記第2スプールとが非当接状態で軸方向に沿った一部が重畳した位置となり、前記第1スプールの前記第2環状凹部により前記第1インレットポートと前記第1アウトレットポートとが連通して前記第1アウトレットポートから圧力流体が導出され、
前記第1リフト状態では、前記第1ばね部材のばね力に抗して前記第1スプールが前記第2スプール側に変位することにより、前記第1スプールと前記第2スプールとが当接した位置となり、前記第1スプールの前記第3環状凹部により前記第1インレットポートと前記第2アウトレットポートとが連通して前記第2アウトレットポートから圧力流体が導出され、
前記第2リフト状態では、前記第1スプールと前記第2スプールとが当接した状態を保持しながら、前記第1スプール及び前記第2スプールは、前記第2ばね部材のばね力に抗して前記バルブボデイの一端部側に向かって一体的に所定距離だけ変位した位置となり、前記第1スプールの前記第1環状凹部により前記第1インレットポートと前記第1アウトレットポートとが連通して前記第1アウトレットポートから圧力流体が導出されると共に、前記第2スプールによって前記第2インレットポートと前記第3アウトレットポートとが連通して前記第3アウトレットポートから圧力流体が導出されることを特徴とする電磁スプール弁装置。 A main body including a valve body having a plurality of ports through which pressure fluid flows and a housing;
A linear solenoid portion provided in the housing and having a coil wound around a coil bobbin, and a movable core that is attracted to a fixed core under an energization action on the coil;
The first and second spools are disposed in series and coaxially in the space of the valve body, and are slidably disposed along the space.
The first spool includes at least a first annular recess, a second annular recess, and a third annular recess,
The plurality of ports include at least a first inlet port, a second inlet port, a first outlet port, a second outlet port, and a third outlet port,
A valve mechanism that switches between a communication state and a non-communication state between the plurality of ports corresponding to the positions of the first spool and the second spool;
A first spring member interposed between the first spool and the second spool;
A second spring member interposed between one end of the valve body and the second spool;
With
An initial valve state in which a small current is supplied to the linear solenoid part in the off state, and an intermediate current larger than the small current is supplied to the linear solenoid part, and the movable core is in an intermediate position. Switching control is performed between a first lift state and a second lift state in which a large current is supplied to the linear solenoid portion and the movable core is at a displacement end position;
And in the off state and valve initial state of the linear solenoid portion, the position next to the spring force and the first spool and the second spool portion along the axial direction is superimposed with a non-contact state of the first spring member The first inlet port communicates with the first outlet port by the second annular recess of the first spool, and pressure fluid is led out from the first outlet port ;
In the first lift state, the first spool is displaced toward the second spool against the spring force of the first spring member, so that the first spool and the second spool are in contact with each other. And the first annular port communicates with the second outlet port by the third annular recess of the first spool, and pressure fluid is led out from the second outlet port ,
In the second lift state, the first spool and the second spool resist the spring force of the second spring member while maintaining the state where the first spool and the second spool are in contact with each other. The valve body is integrally displaced by a predetermined distance toward one end side of the valve body, and the first inlet port and the first outlet port are communicated with each other by the first annular recess of the first spool. The electromagnetic fluid characterized in that pressure fluid is led out from the outlet port, and pressure fluid is led out from the third outlet port through communication between the second inlet port and the third outlet port by the second spool. Spool valve device.
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