(57)【要約】【課題】バルブの応答性の悪化やポンプの負担増やポンプ性能の低下を招くことなくバルブ開度が小さい時に生じる油振を低減できるようにする。【解決手段】バルブボディ１１に形成されたスプール室１２と、バルブボディ１１に形成されスプール室１２に開口する第１ポート１３Ａ及び第２ポート１５と、スプール室１２内に装備され、前記第１ポートと第２ポートとの連通状態を調整するスプール１６と、を有し、スプール１６は、第１方向ａへの移動により第１ポート１３Ａの開口面積を増大させ、第２方向ｂへの移動により第１ポート１３Ａの開口面積を減少させ、第１ポート１３Ａの開口形状は、第１方向ａ側よりも第２方向ｂ側の方が小さく絞られている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブボディに形成されたスプール室と、
前記バルブボディに形成され前記スプール室に開口する第１ポート及び第２ポートと、
前記スプール室内に装備され、前記第１ポートと第２ポートとの連通状態を調整するスプールと、を有し、
前記スプールは、第１方向への移動により前記第１ポートの開口面積を増大させ、第２方向への移動により前記第１ポートの開口面積を減少させ、
前記第１ポートの開口形状は、前記第１方向側よりも前記第２方向側の方が小さく絞られている 
ことを特徴とするスプールバルブ。
【請求項２】
請求項１において、
前記スプールの周方向に沿う前記第１ポートの開口幅は、前記第２方向側端部において他部よりも小さく設定されている 
ことを特徴とするスプールバルブ。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１ポートは、前記第１方向側に設けられた第１孔と、前記第２方向側に設けられた第２孔と、を有し、
前記第２孔の開口は、前記第１孔の開口よりも小さく絞られている
ことを特徴とするスプールバルブ。
【請求項４】
請求項３において、
前記バルブボディは、前記スプール室に隣接する第１ボディと、前記第１ボディの外側に配置された第２ボディとを有し、
前記第１ポート及び前記第２ポートは、前記第１ボディと前記第２ボディとの双方にわたって形成され、
前記第１孔及び前記第２孔は、前記第１ボディに形成され、
前記第１孔と前記第２孔とを区画する壁部の外面は、前記第２ボディの内面から離隔するように前記第１ボディの外面よりも前記スプール室側に偏倚している
ことを特徴とするスプールバルブ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項において、
前記第１ポート及び前記第２ポートのうち、一方は所定圧の作動油が供給される供給ポートであり、他方は調圧した制御圧の作動油を出力する出力ポートであって、
調圧弁として構成されている
ことを特徴とするスプールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調圧弁として用いて好適なスプールバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スプールが軸方向に移動することによりポートを開閉し作動油の圧力を調整したり流量を調整したりするスプールバルブが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スプールバルブによる調圧時に油振（油圧振動）が生じる場合がある。油振はスプールバルブにより作動油の圧力や流量を調整される機器の作動に支障をきたす場合があるので回避したい。
【０００５】
このような油振は、調圧状態、即ち、バルブ開度が「小」の時に発生しやすい。
つまり、バルブ開度が小さいと、弁が閉じる方向へ流体力が働くためであり、流体力が発生しバルブが閉じ側へ動き、この結果流量が減って流体力が減るとバルブが開き側に動く。この動作を繰り返すから油振が生じる。
【０００６】
したがって、油振を減少するためには、流体力を減少させればよく、流体力を減少させるためには流量を減少させればよい。
【０００７】
そこで、油振低減策として、バルブのポートの上流の油路（管路）内に、ポートと直列に絞り（オリフィス）を設けて流体力（流量）を減少させる方法が考えられるが、絞りにより最大流量が減少するため、応答性の悪化につながる。
【０００８】
また、油振低減策として、バルブのリーク量を増やすことも考えられるが、オイルポンプの仕事量が増えるため、ポンプサイズが大きくなったり、ポンプの効率が低下したりする。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するために創案されたもので、バルブの応答性の悪化やポンプの負担増やポンプ性能の低下を招くことなくバルブ開度が小さい時に生じる油振を低減することができるようにしたスプールバルブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記の目的を達成するために、本発明のスプールバルブは、バルブボディに形成されたスプール室と、前記バルブボディに形成され前記スプール室に開口する第１ポート及び第２ポートと、前記スプール室内に装備され、前記第１ポートと第２ポートとの連通状態を調整するスプールと、を有し、前記スプールは、第１方向への移動により前記第１ポートの開口面積を増大させ、第２方向への移動により前記第１ポートの開口面積を減少させ、前記第１ポートの開口形状は、前記第１方向側よりも前記第２方向側の方が小さく絞られていることを特徴としている。
【００１１】
（２）前記スプールの周方向に沿う前記第１ポートの開口幅は、前記第２方向側端部において他部よりも小さく設定されていることが好ましい。
（３）前記第１ポートは、前記第１方向側に設けられた第１孔と、前記第２方向側に設けられた第２孔と、を有し、前記第２孔は、前記第１孔よりもの開口が小さく絞られていることが好ましい。
【００１２】
（４）前記バルブボディは、前記スプール室に隣接する第１ボディと、前記第１ボディの外側に配置された第２ボディとを有し、前記第１ポート及び前記第２ポートは、前記第１ボディと前記第２ボディとの双方にわたって形成され、前記第１孔及び前記第２孔は、前記第１ボディに形成され、前記第１孔と前記第２孔とを区画する壁部の外面は、前記第２ボディの内面から離隔するように前記第１ボディの外面よりも前記スプール室側に偏倚していることが好ましい。
【００１３】
（５）前記第１ポート及び前記第２ポートのうち、一方は所定圧の作動油が供給される供給ポートであり、他方は調圧した制御圧の作動油を出力する出力ポートであって、調圧弁として構成されていることも好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１ポートの開口形状が、第１方向側よりも第２方向側の方が小さく絞られているので、スプールが、油振の発生し易い第２方向側（ポート全閉側）にあると、第１ポートの開口がスプールストロークによるもの以上に絞られるため、流量がより減少し、流体力を減少させることができ、油振の発生を抑制することができる。
【００１５】
一方、スプールが、第１方向側（ポート全開側）にあると、この部分では第１ポートの開口が絞られてはいないため、最大流量を確保することができ、バルブの応答性の悪化を招くこともない。また、ポンプの負担増やポンプ性能の低下を招くこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るスプールバルブを示す図であって、（ａ）はバルブ開度が大の場合の縦断面図、（ｂ）はバルブ開度が大の場合の第１ポート開口の正面図、（ｃ）はバルブ開度が小の場合の縦断面図、（ｄ）はバルブ開度が小の場合の第１ポート開口の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態と対比して示す背景技術に係るスプールバルブを示す図であって、（ａ）はバルブ開度が大の場合の縦断面図、（ｂ）はバルブ開度が大の場合の第１ポート開口の正面図、（ｃ）はバルブ開度が小の場合の縦断面図、（ｄ）はバルブ開度が小の場合の第１ポート開口の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスプールバルブの効果を示す図であって、（ａ）は比較例に係るスプールバルブの組み付け状態の第一例を示す縦断面図、（ｂ）は比較例に係るスプールバルブの組み付け状態の第二例を示す縦断面図、（ｃ）は一実施形態に係るスプールバルブの組み付け状態の一例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る変形例のスプールバルブを示す図であって、（ａ）は第１変形例に係るバルブ開度が大の場合の第１ポート開口の正面図、（ｂ）は第２変形例に係るバルブ開度が大の場合の第１ポート開口の正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るスプールバルブの適用例を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００１８】
〔スプールバルブの適用例〕
まず、本実施形態に係るスプールバルブ１０が適用される油圧回路の一例を説明する。
図５に示すように、スプールバルブ１０は、ライン圧を調圧する調圧弁（ライン圧ソレノイドバルブ）であって油圧回路内に装備される。
【００１９】
オイルポンプ１には、油路２を介してライン圧制御弁（プレッシャレギュレータバルブ）３が接続され、オイルポンプ１から吐出されたポンプ圧はライン圧制御弁３によって所定のライン圧に調整される。
【００２０】
ライン圧制御弁３によるライン圧のレベルを制御するために、ライン圧制御弁３には、油路４を介して、ライン圧調圧弁として本スプールバルブ１０が接続されている。また、スプールバルブ１０には、油路５を介してパイロットバルブ６が接続されている。
【００２１】
パイロットバルブ６は、油路７を介して油路２と接続され、パイロットバルブ６には、ライン圧制御弁３によって調整されたライン圧が導入される。パイロットバルブ６は、ライン圧から予め設定された所定圧を生成して油路５に出力する。これにより、本スプールバルブ（ソレノイドバルブ）１０から出力される信号圧の元圧を生成する。
【００２２】
スプールバルブ１０は、コントロールユニット（図示略）から送信された制御信号に基づいてソレノイドの通電状態を制御され、パイロット圧を元圧として信号圧をライン圧制御弁３に供給し、ライン圧の調圧状態を制御する。
【００２３】
なお、油圧回路の各流入部にはオリフィスが装備され、作動油の流入を絞って流入量を安定させているが、図示しているのは一例である。
【００２４】
〔スプールバルブの構成〕
スプールバルブ１０は、図１（ａ），（ｃ）に示すように、バルブボディ１１に形成されたスプール室１２と、バルブボディ１１に形成されスプール室１２に開口する第１ポート１３Ａ，第２ポート１４，第３ポート１５と、スプール室１２内に装備されたスプール１６と、を有している。なお、図１（ａ），（ｃ）では、パイロット圧が導入されるポートを省略している。 
【００２５】
第１ポート１３Ａは供給圧（パイロットバルブ５で生成された所定圧）の作動油が供給される供給ポートであり、第２ポート１４はスプールバルブ１０で調圧した制御圧の作動油を出力する出力ポートである。また、第３ポート１５は作動油を排出するドレンポートである。
【００２６】
スプール１６には、ランド部１６ａ，１６ｂが互いに軸方向に離隔して形成され、ランド部１６ａ，１６ｂの相互間にランド部１６ａ，１６ｂよりも外径の小さい縮径部１６ｃが形成されている。
【００２７】
スプール１６は、軸方向に移動し、軸方向の第１方向（図１中、左方向）ａに移動すると第１ポート１３Ａと第２ポート１４とを連通する開度（即ち、第１ポート１３Ａの開口面積）を増大させ〔図１（ａ），（ｂ）参照〕、軸方向の第２方向（図１中、右方向）ｂに移動すると第１ポート１３Ａと第２ポート１４とを連通する開度（第１ポート１３Ａの開口面積）を減少させる〔図１（ｃ），（ｄ）参照〕。図１（ｂ），（ｄ）及び後述の図２（ｂ），（ｄ）では、開口部分にはドット模様を付けて他と区別できるようにしている。
【００２８】
第１ポート１３Ａの開口形状は、第１方向ａ側よりも第２方向ｂ側の方が小さく絞られている。つまり、第１ポート１３Ａの開口幅を、当該開口のスプール１６の移動方向と直交する方向（即ち、スプールバルブ１０の周方向）の大きさと規定する〔図１（ｂ），（ｄ）中の符号Ｗを参照〕と、第１ポート１３Ａの開口幅は、第２方向ｂ側の端部において他部（これよりも第１方向ａ側）よりも小さく設定されている。
【００２９】
本実施形態では、第１ポート１３Ａが第１孔１３ａと第２孔１３ｂとに分割形成されており、第１孔１３ａは第１方向ａ側に設けられ、第２孔１３ｂは第２方向ｂ側に設けられている。そして、第２孔１３ｂは、第１孔１３ａよりも開口が小さく絞られている。
【００３０】
したがって、図１（ａ），（ｂ）に示すように、スプール１６が第１方向ａに移動して第１ポート１３Ａと第２ポート１４とを連通するバルブ開度が大きくなった場合（ポート全開を含む）には、第１孔１３ａ及び第２孔１３ａＢの両方を利用して作動油が供給されるので、ポート開口面積を大きくすることができる。
【００３１】
また、図１（ｃ），（ｄ）に示すように、スプール１６が第２方向ｂに移動して第１ポート１３Ａと第２ポート１４とを連通するバルブ開度が小さくなった場合には、開口幅が小さく開口面積が大幅に絞られた第２孔１３ｂのみを利用して作動油が供給される。
【００３２】
また、第１孔１３ａと第２孔１３ｂとを区画する壁部１３ｃの外面は、バルブボディ１１の外面よりもスプール室側（つまり、奥の方に）に偏倚している。したがって、壁部１３ｃよりも外側には、壁部１３ｃで区画されない、つまり、第１孔１３ａと第２孔１３ｂとを連通する空間１３ｆが確保されている。
【００３３】
〔作用及び効果〕
本実施形態に係るスプールバルブは上述のように構成されているので、以下のような作用及び効果を奏する。
【００３４】
図１（ｃ），（ｄ）に示すように、スプール１６が第２方向ｂに移動して第１ポート１３Ａと第２ポート１４とを連通するバルブ開度が小さくなった場合には、開口幅が小さく開口面積が大幅に絞られた第２孔１３ｂのみを利用して作動油が供給されるので、作動油の流入量がスプール１６のストロークによる減少量以上に減少するため、油振の原因となる流体力が減少し、油振の発生を抑制することができる。
【００３５】
一方、図１（ａ），（ｂ）に示すように、スプール１６が第１方向ａに移動して第１ポート１３Ａと第２ポート１４とを連通するバルブ開度が大きくなった場合には、開口幅が広く開口面積が大きい第１孔１３ａ第２孔１３ａＢを利用して作動油が供給されるので、最大流量を確保することができる。
【００３６】
また、オリフィスを設けて流体力（流量）を減少させているのではないので、バルブの応答性の悪化を招くこともない。
さらに、バルブのリーク量を増やすことで流体力を減少させているのではないので、ポンプの負担増（ポンプ熔炉油を大きくする）やポンプ性能の低下を招くこともない。
【００３７】
また、第１孔１３ａと第２孔１３ｂとを区画する壁部１３ｃの外面は、バルブボディ１１の外面よりもスプール室側に偏倚し、壁部１３ｃよりも外側には、第１孔１３ａと第２孔１３ｂとを連通する空間１３ｆが確保されているので、図３に示すように、バルブボディ１１が、スプール室１２に隣接する第１ボディ（インナボディ）１１Ａと、第１ボディ１１Ａの外側に配置された第２ボディ（アウタボディ）１１Ｂとを有する二重構造の場合であっても、組み付け誤差を許容することができる。
【００３８】
このような二重構造の場合、第１ポート１３Ａは第１ボディ１１Ａに形成された第１ポート内側部１３inと第２ボディ１１Ｂに形成された第１ポート外側部１３outとから構成され、第２ポート１４は第１ボディ１１Ａに形成された第２ポート内側部１４inと第２ボディ１１Ｂに形成された第２ポート外側部１４outとから構成される。
【００３９】
壁部１３ｃの外面がバルブボディ１１の外面と同じ位置まで外側に張り出していて、空間１３ｆが確保されていない場合には、第１ボディ１１Ａと第２ボディ１１Ｂとが、図３（ａ）に示すように、軸方向にずれることなく組み付けられていれば、第１孔１３ａ及び第２孔１３ｂの両方を作動油の供給流路に確保できる。したがって、本スプールバルブが目的とする油圧制御を支障なく達成することができる。
【００４０】
しかし、図３（ｂ）に示すように、第１ボディ１１Ａと第２ボディ１１Ｂとが軸方向にずれて組み付けられていると、第１ポート内側部１３inと第１ポート外側部１３outとがずれることから、第２孔１３ｂが塞がって第２孔１３ｂを利用できずに第１孔１３ａのみで作動油を供給される状況が発生する。したがって、本スプールバルブが目的とする油圧制御を支障なく達成することができなくなる。
【００４１】
これに対して、本スプールバルブでは、壁部１３ｃの外面はバルブボディ１１の外面よりもスプール室側に偏倚し、壁部１３ｃよりも外側に空間１３ｆが確保されているので、図３（ｃ）に示すように、第１ボディ１１Ａと第２ボディ１１Ｂとが軸方向にずれて組み付けられていても、第２孔１３ｂが第２ボディ１１Ｂで塞がってしまうことがなく、第１孔１３ａ及び第２孔１３ｂの双方を利用して作動油が支障なく供給される。
【００４２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態を適宜変形して実施することができる。
【００４３】
例えば上記の実施形態では、第１ポート１３Ａが第１孔１３ａと第２孔１３ｂとの２つの孔から構成されているが、例えば図４（ａ）に示すように、第１方向ａ側に相対的に大きな第１孔１３ｄ１，１３ｄ２を二つ幅方向に並べて配置し、第２方向ｂ側に相対的に小さな第２孔１３ｂを設けるなど、第１ポート１３Ａを複数の孔から構成ことも可能であり、ポートを構成する孔の数は限定されない。
【００４４】
また、少なくとも、第１ポート１３Ａの開口幅は、第２方向ｂ側の端部において他部（これよりも第１方向ａ側）よりも小さく設定されていることによって、第１ポート１３Ａの開口が第１方向ａ側よりも第２方向ｂ側の方が小さく絞られていればよく、例えば第１ポート１３Ａを単一の孔から構成してもよい。
【００４５】
図４（ｂ）は、第１ポート１３Ａを単一の孔１３ｅから構成した例であり、孔１３ｅの第１方向ａ側１３ｅ１は開口幅Ｗが大きく、孔１３ｅの第２方向ｂ側１３ｅ２は開口幅Ｗが小さく形成されている。
【００４６】
この場合、上記実施形態及び第１変形例〔図４（ａ）参照〕に比べて、壁部１３ｃがないため、その外面をバルブボディ１１の外面よりもスプール室側に偏倚させるための加工工程が省略できる。また、第１ポート１３Ａの最大流量を増大させることができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、ポート開口が第１方向ａ側よりも第２方向ｂ側の方が小さく絞られている油振を抑えるための構造を供給ポートに適用したが、出力ポートやドレンポートに油振が発生する課題があれば、これらに適用してもよい。
また、調圧弁は、ソレノイドバルブに限定されない。
【符号の説明】
【００４８】
１  オイルポンプ
２，４，５，７  油路
３  ライン圧制御弁（プレッシャレギュレータバルブ）
６  パイロットバルブ
１０  スプールバルブ
１１  バルブボディ
１１Ａ  第１ボディ
１１Ｂ  第２ボディ
１２  スプール室
１３Ａ  第１ポート（供給ポート）
１３ａ，１３ｄ１，１３ｄ２  第１孔
１３ｂ  第２孔
１３ｅ  単一の孔
１４  第２ポート（出力ポート）
１５  第３ポート（ドレンポート）
１６  スプール
【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５】
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