(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディに、一対の制御対象ポートと、いずれかの制御対象ポートに隣接する非制御対象ポートとを形成し、ボディに摺動自在に組み込んだスプールの移動位置に応じて、上記制御対象ポートを連通させたり、遮断したりするスプール弁において、上記制御対象ポートと非制御対象ポートとの距離Ａと、一対の制御対象ポートを連通させるのに必要なスプール上の必要溝長さＢと、上記一対の制御対象ポート間の距離Ｃとを有し、独立した複数の制御溝を上記必要溝長さＢ内における円周方向に形成し、個々の制御溝は、その軸方向長さをｂnとするとともに、これら各制御溝は軸方向に位相をずらしてなり、しかも、軸方向の両外側に位置する制御溝を、その外端間の距離が上記必要溝長さＢとなるように配置し、Ｂ＞ｂn、Ａ＞ｂn＞Ｃの関係を維持したことを特徴とするスプール弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スプール弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５、図６に示す従来例は、ボディ７に、制御対象ポートである第１制御対象ポート１と第２制御対象ポート２を形成し、ボディ７内に摺動自在に組み込んだスプール５の移動によって、両ポート間の連通を、開閉するスプール弁である。上記スプール５には、溝長さＢ’の環状溝６を形成し、この環状溝６を介して、第１制御対象ポート１と、第２制御対象ポート２とを連通させる。
また、ボディ７には、スプール５により制御される第１，第２制御対象ポート１，２の他に、第２制御対象ポート２の隣に距離Ａ’離れて、非制御対象ポート３が形成されている。
【０００３】
いま、図５の中立状態から、スプール５が右へ移動すると、第１，第２制御対象ポート１，２間を連通する開度は小さくなり、環状溝６の左端が第１制御対象ポート１の開口を通過すると、第１制御対象ポート１と第２制御対象ポート２との連通は遮断される。スプール５のストロークとスプール弁の開度との関係は、図６のようになり、中立位置から、左へ移動した場合も同様である。ここで、開度とは、各制御対象ポート１，２と環状溝６とのラップ面積のうち、小さい方をいう。
なお、第１制御対象ポート１と第２制御対象ポート間距離をＣとすると、環状溝６によって、両ポート間を連通させるには、Ｂ’＞Ｃでなければならない。また、非制御対象ポート３は、第２制御対象ポート２と連通してはならないので、Ａ’＞Ｂ’であり、このスプール弁はＡ’＞Ｂ’＞Ｃを満たしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のスプール５に環状溝６を形成したスプール弁では、スプール５のストロークとスプール弁の開度との関係は、図６のようになる。中立位置からの一方向へのスプールの移動によって、開度が単調に減少するという開度特性は、一定であり、従って、開度特性を自由に選択することができなかった。
そこで、この発明の目的は、スプールのストロークに依存する開度特性を自由に選択できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のスプール弁は、ボディに、一対の制御対象ポートと、いずれかの制御対象ポートに隣接する非制御対象ポートとを形成し、ボディに摺動自在に組み込んだスプールの移動位置に応じて、上記制御対象ポートを連通させたり、遮断したりするスプール弁において、上記制御対象ポートと非制御対象ポートとの距離Ａと、一対の制御対象ポートを連通させるのに必要なスプール上の必要溝長さＢと、上記一対の制御対象ポート間の距離Ｃとを有し、独立した複数の制御溝を上記必要溝長さＢ内における円周方向に形成し、個々の制御溝は、その軸方向長さをｂnとするとともに、これら各制御溝は軸方向に位相をずらしてなり、しかも、軸方向の両外側に位置する制御溝を、その外端間の距離が上記必要溝長さＢとなるように配置し、Ｂ＞ｂn、Ａ＞ｂn＞Ｃの関係を維持したことを特徴とする。
【０００６】
上記スプール弁では、スプールに複数の制御溝を形成し、各制御溝の開度特性を組み合わせて、全体の開度特性を得るようにしている。各制御溝の開度特性を変更することで、全体として、様々な開度特性を得ることができる。
なお、スプール上の必要溝長さＢは、複数の制御溝のうち、軸方向の両外側に位置する制御溝の外端間の距離として定まる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１、図２に示す実施例は、ボディ７に制御対象ポートである第１制御対象ポート１と第２制御対象ポート２とを距離Ｃだけ隔てて形成し、第２制御対象ポート２から距離Ａ隔てて、非制御対象ポート３を形成し、ボディ７には、スプール４を摺動自在に組み込んでいる。
スプール４には、７個の制御溝Ｄ1〜Ｄ4、制御溝Ｄ2’〜Ｄ4’を、スプール４の円周方向に、軸方向の位相をずらして形成している。制御溝Ｄ2’〜Ｄ4’は、それぞれ制御溝Ｄ2〜Ｄ4と同形状で、軸方向の位置が、制御溝Ｄ1を中心として互いに左右対象になるように、形成されている。そして、制御溝Ｄ1〜Ｄ4の軸方向の溝長さは、ｂ1〜ｂ4，で、制御溝Ｄ2’〜Ｄ4’の溝長さは、ｂ2’〜ｂ4’である。
【０００８】
軸方向の両外側に位置する制御溝Ｄ4とＤ4’との外端間の距離をＢとし、Ｂ＞ｂn、Ａ＞ｂn＞Ｃとなるようにしている。ここで、溝長さｂ1〜ｂ4は制御溝Ｄ1〜Ｄ4毎に異なるものでも良いし、等しくてもかまわないが、ここでは、ｂ1＞ｂ2＝ｂ3＝ｂ4＝ｂ2’＝ｂ3’＝ｂ4’としている。また、溝幅も、変化させている。
次に、スプール４が、図１に示す中立状態から右方向に移動する場合を説明する。
この状態は、ポート間距離Ｃの中心と、必要溝長さＢの中心とが一致して、制御溝Ｄ1が中立位置で、第１制御対象ポート１と第２制御対象ポート２とを連通している状態である。
【０００９】
この状態から、スプール４が、右方向へ移動すると、制御溝Ｄ1の開度は徐々に減少し、（ｂ1−Ｃ）／２移動すると閉じる。制御溝Ｄ1の開度とストロークとの関係は、図２の破線▲１▼で示すようになる。
制御溝Ｄ2は、中立状態より、スプール４が移動し始めると同時に、開口し始め、（ｂ2−Ｃ）移動すると閉じる（図２の破線▲２▼）。
制御溝Ｄ3、制御溝Ｄ4も、順次開口し、いったん開度を最大とし、スプール４がさらに移動すると、開度を減少し、開口を閉じる。
この時の、スプール４のストロークと開度との関係は、破線▲１▼〜▲４▼の総和であり、図２の実線で示すようになる。
ここでは、スプール４が、右方向に移動する場合について説明をしたが、図１の中立位置から左方向へ、移動する場合には、制御溝Ｄ1、制御溝Ｄ2’〜Ｄ4’が順次開口して、同様の特性となる。
【００１０】
スプール４が、さらに右に移動して、制御溝Ｄ1が非制御対象ポート３と重なっても、第２制御対象ポート２と非制御対象ポート３との距離Ａが、制御溝Ｄ1の溝長さｂ1よりも大きいので、第２制御対象ポート２と非制御対象ポート３とが連通することはない。
制御溝Ｄ2〜Ｄ4、制御溝Ｄ2’〜Ｄ4’に関しても、溝長さｂn＜Ａであるとともに、各制御溝は互いに独立しているので、スプール４が何処まで移動しても、第２制御対象ポート２と非制御対象ポート３とが連通することはない。
必要溝長さＢ＝従来例の溝長さＢ’とすれば、本実施例のスプール弁は、従来例と同様の開度特性を得ることができる。
【００１１】
図３、図４に示す第２実施例は、スプール４に３個の制御溝Ｄ1、Ｄ2、Ｄ2’を形成した以外は第１実施例と同様である。制御溝Ｄ2と制御溝Ｄ2’は、軸方向の位置が制御溝Ｄ1に対して、左右対称となる同一形状の溝である。そして、制御溝Ｄ2と制御溝Ｄ2’との両外側端間の距離を必要溝長さＢとした時、ポート間距離Ｃと、必要溝長さＢとの軸方向中心を一致させた状態を中立状態とする。
この制御溝Ｄ1が第１制御対称ポート１と第２制御対称ポート２とを連通させている状態から、スプールを右方向へ移動させると、制御溝Ｄ1は図４の破線▲１▼のように、開度を減少させ、制御溝Ｄ2の開度は破線▲２▼のようになる。つまり、全体の開度特性は、図４の実線で表される。
【００１２】
上記第１、第２実施例では、軸方向に関して、左右対称の位置に同一形状の制御溝を形成したので、スプールが左右どちらに移動しても、中立位置からの開度特性が、同じになる。制御溝の形状や、位置を変更して、左右非対称とすれば、スプールの移動方向によって、開度特性を変化させることもできる。
上記のように、スプール弁としての開度特性が、各制御溝の個々の開度特性の和となるので、各制御溝Ｄnの形状や、位置を変化させると、個々の開度特性が変化し、その結果、全制御溝の開度特性の和として、スプール弁の開度特性を変化させることができる。
しかも、環状溝長さＢ’＝Ｂ（＞溝長さｂ）とした時、Ａ’＞Ｂ’、かつ、Ａ＞ｂ＞Ｃより、Ａ’≧Ａとすることができる。つまり、従来例の環状溝６を形成したスプール弁と同じ開度特性を得ようとした場合、第２制御対象ポート２と非制御対象ポート３との間隔Ａを従来例のＡ’より小さくして、ボディ７の軸方向長さを短くすることもできる。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、スプール上に軸方向にずらして配置した複数の制御溝の開度特性の総和として、スプール弁としての開度特性が得られるので、個々の制御溝の形状や、配置を変更することにより、様々な開度特性を実現できるようになった。
また、複数の制御溝によって、全体の開度とストロークとを確保しながら、制御対象ポートから、非制御対象ポートまでの距離を、個々の制御溝の溝長さ分だけ離せば良いので、従来よりボディの軸方向の長さを短くすることもできた。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のスプール弁の断面図である。
【図２】第１実施例の開度特性を示すグラフである。
【図３】第２実施例のスプールの断面図である。
【図４】第２実施例の開度特性を示すグラフである。
【図５】従来例の断面図である。
【図６】従来例の開度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１    第１制御対象ポート
２    第２制御対象ポート
３    非制御対象ポート
４    スプール
Ｄn   制御溝
Ａ    ポート間距離
Ｂ    必要溝長さ
Ｃ    ポート間距離
ｂn   溝長さ
７    ボディ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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