(57)【要約】【課題】変形等による不具合を解消することができるスプール弁を提供する。【解決手段】スプール１２の基端側にストレート部４２を形成し、ストレート部４２を構成する周面２４を摺接面２５に摺接して入力ポート２１の入力溝２３を開閉する。ストレート部４２より先端側に、先端側へ向かうに従って外形寸法が変化する制御領域５１を設定し、制御領域５１を、ストレート部４２より先端側に設けられた第１テーパー部６１と、第１テーパー部６１より先端側に設けられた第２テーパー部６２と、第２テーパー部６２から先端までの間に設けられた第３テーパー部６３とで構成する。第１テーパー部６１の第１テーパー角θ１と、第２テーパー部６２の第２テーパー角θ２と、第３テーパー部６３の第３テーパー角θ３とを異なる角度に設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のスプールを軸方向に作動して該スプールの周面が摺接する摺接面に設けられたポートを開閉し、該ポートからの通流量を制御するスプール弁において、
前記スプールの先端部に、基端部より小径であって先端側へ向かうに従って外形寸法が変化する制御領域を設定したことを特徴とするスプール弁。
【請求項２】
基端側から先端側へ向かうに従って縮径するテーパー部を軸方向に複数設けて前記制御領域を構成するとともに、各テーパー部での周面と当該スプールの中心軸とが成す傾斜角を異なる角度に設定したことを特徴とする請求項１記載のスプール弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば流量を制御するスプール弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流量を制御する際には、スプール弁が用いられており、該スプール弁では、ポートの開度を調整することによって流量を制御するように構成されている。
【０００３】
このようなスプール弁では、ポートの開口部形状とスプールの位置とによって制御流量が決定するため、ポートの開口部形状やスプール制御位置を適正に選定することで、所望の流量特性を得ることができる。
【０００４】
ここで、スプール制御位置を任意に制御する為には、製品形状の大型化を招くため、望ましくない。このため、開口部形状を適切に選定することで、所望の流量特性を達成している。
【０００５】
図３の（ａ）は、このようなスプール弁８０１を示す図であり、該スプール弁８０１のスプール８０２は、図３（ｂ）にも示すように、円筒状の部材によって構成されている。該スプール８０２の先端部には、三角形状の切欠部８０３，８０３が対向した箇所に設けられており、各切欠部８０３，８０３の奥側には、スリット８０４，８０４が形成されている。
【０００６】
これにより、図３の（ａ）に示したように、前記スプール８０２の長さ方向への位置を制御して、入力ポート８１１に対する前記切欠部８０３，８０３の位置を制御することにより、前記入力ポート８１１から前記切欠部８０３，８０３を介して入力されるオイルの通流量を制御できるように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このようなスプレー弁８０１にあっては、円筒状のスプール８０２の端部に切欠部８０３，８０３を形成する構造上、スプール８０２端部が断続してしまい、スプール８０２の外周部の剛性が低下してしまう。
【０００８】
このため、当該スプール８０２に前記切欠部８０３，８０３形成した後の熱処理や仕上げ加工工程において、外周部の変形や歪みを招くことがあり、真円度が低下する恐れがあった。
【０００９】
この場合、前記スプール８０２の摺動クリアランスが小さいと、この変形により摺動不良等が発生することがあり、異常動作を招く原因となり得る。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、変形等による不具合を解消することができるスプール弁を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のスプール弁にあっては、筒状のスプールを軸方向に作動して該スプールの周面が摺接する摺接面に設けられたポートを開閉し、該ポートからの通流量を制御するスプール弁において、前記スプールの先端部に、基端部より小径であって先端側へ向かうに従って外形寸法が変化する制御領域を設定した。
【００１２】
すなわち、前記スプールの先端部には、先端側へ向かうに従って外形寸法が変化する制御領域が設定されており、この制御領域においては、当該スプールの周面と、該周面が摺接する摺接面間に形成される間隙が、外形寸法に応じて変化する。
【００１３】
このため、前記摺接面に形成されたポートに対して前記スプールを軸方向に作動することによって、当該スプールの周面と前記摺接面間の間隙を可変することができ、この間隙を介して前記ポートを通流する通流量が可変される。
【００１４】
また、請求項２のスプール弁においては、基端側から先端側へ向かうに従って縮径するテーパー部を軸方向に複数設けて前記制御領域を構成するとともに、各テーパー部での周面と当該スプールの中心軸とが成す傾斜角を異なる角度に設定した。
【００１５】
すなわち、前記制御領域は、軸方向に設けられた複数のテーパー部で構成されており、各テーパー部での周面と当該スプールの中心軸とが成す傾斜角は、異なる角度に設定されている。
【００１６】
このため、各テーパー部の軸方向の長さや、各テーパー部での角度を用途に合わせて設定することで、目的とした流量特性が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明の請求項１のスプール弁にあっては、前記スプールの先端部に、外形寸法が変化する制御領域を形成することによって、スプールの先端部に切欠部を設けること無く、前記スプールの軸方向への作動に応じて前記ポートの通流量を可変することができる。
【００１８】
このため、前記スプールの先端を全周に渡って連続した形状に維持することができるため、スプールの外周部の剛性を確保することができる。
【００１９】
したがって、前記スプールの変形に起因した摺動不良等の発生を防止することができ、摺動不良等による不具合を確実に防止することができる。
【００２０】
また、請求項２のスプール弁においては、前記制御領域が軸方向に設けられた複数のテーパー部で構成されており、各テーパー部での周面と当該スプールの中心軸とが成す傾斜角が異なる角度に設定されている。
【００２１】
このため、各テーパー部の軸方向の長さや、各テーパー部での角度を用途に合わせて設定することで、目的とした流用特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるスプール弁１を示す図であり、当該スプール弁１のノズル部２が示されている。このスプール弁１は、例えばディーゼルエンジン車のコモンレールシステムに設けられ、該コモンレールシステムの一次ポンプから二次ポンプへ供給される燃料の流量を制御するものである。
【００２３】
このスプール弁１の前記ノズル部２には、円形のスプール収容室１１が形成されており、該スプール収容室１１は、当該ノズル２先端に開口している。このスプール収容室１１には、スプール１２が移動自在に収容されており、該スプール１２は、図外のプランジャーによって軸方向１３へ駆動されるように構成されている。
【００２４】
前記ノズル２には、前記一次ポンプからの燃料が供給される入力ポート２１が設けられており、該入力ポート２１は、当該ノズル２の外周面に開口した連通穴２２と、該連通穴２２が連通した入力溝２３とによって構成されている。該入力溝２３は、前記スプール収容室１１の内側面に周方向に延設されており、当該入力溝２３は、前記スプール１２の周面２４が摺接する摺接面２５に凹設されている。
【００２５】
前記スプール収容室１１は、当該ノズル２の先端側に開口しており、この開口部によって出力ポート３１が構成されている。これにより、前記入力ポート２１から前記スプール収容室１１内に入力された燃料を前記出力ポート３１を介して前記二次ポンプ側へ出力できるように構成されている。
【００２６】
前記スプール１２は、図１（ｂ）にも示すように、有底円筒状に形成されており、前記出力ポート３１側の先端が開口するように構成されている。このスプール１２基端側の周面には、第１溝３２及び第２溝３３が周方向に延設されており、該第２溝３３より先端側の周面２４部分は、図２にも示すように、当該スプール１２の中心軸４１と平行したストレート部４２が形成されている。該ストレート部４２を構成する周面２４は、前記摺接面２５に摺接するように構成されており、該ストレート部４２が前記入力溝２３位置に配置された際には、当該ストレート部４２によって前記入力溝２３を閉鎖するように構成されている。
【００２７】
このストレート部４２より先端側には、前記ストレート部４２より小径であって、先端側へ向かうに従って外形寸法が変化する制御領域５１が設定されている。これにより、前記スプール１２の前記軸方向１３への作動によって前記制御領域５１が前記入力溝２３位置に移動された際には、当該制御領域５１における周面２４と前記摺接面２５との間にリング状の間隙５２を形成することで、前記入力溝２３を前記スプール収容室１１内に開放するように構成されており、前記入力ポート２１に供給された燃料を前記入力ポート２１を介して前記スプール収容室１１へ流入できるように構成されている。
【００２８】
この制御領域５１は、前記ストレート部４２より先端側に設けられた第１テーパー部６１と、該第１テーパー部６１より先端側に設けられた第２テーパー部６２と、該第２テーパー部６２から当該スプール１２先端までの間に設けられた第３テーパー部６３とによって構成されている。
【００２９】
前記各テーパー部６１，６２，６３は、それぞれ基端側から先端側へ向かうに従って縮径する形状に形成されており、各テーパー部６１，６２，６３での周面２４と当該スプール１２の前記中心軸４１とが成す傾斜角は、前記第１テーパー部６１では、第１テーパー角θ１に設定されている。また、前記第２テーパー部６２での周面２４と前記中心軸４１とが成す傾斜角は、第２テーパー角θ２に設定されており、前記第３テーパー部６３での周面２４と前記中心軸４１とが成す傾斜角は、第３テーパー角θ３に設定され、前記各テーパー角θ１〜θ３は異なる角度に設定されている。
【００３０】
これにより、前記スプール１２を基端側へ移動するに従って、当該スプール１２の周面２４と前記摺接面２５との間に形成される前記間隙５２が、次第に広くなるように構成されており、前記スプール１２の前記軸方向１３に作動に応じて前記入力ポート２１からの通流量を制御できるように構成されている。
【００３１】
そして、前記第１テーパー部６１及び前記第２テーパー部６２の軸方向１３への長さは、ほぼ同じ寸法に設定されており、前記第３テーパー部６３の軸方向１３への長さは、前記第１及び第２テーパー部６１，６２の長さより長くなるように設定されている。これにより、要求された流量特性が得られるように構成されている。
【００３２】
なお、本実施の形態では、前記制御領域５１を基端側から先端側へ向かうに従って縮径した前記各テーパー部６１〜６３で構成した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば断面形状をＲ形状にしたり、基端側から先端側へ向かう中途部にへこみを形成しても良い。
【００３３】
以上の構成にかかる本実施の形態にあっては、前記スプール１２の先端部には、基端側の前記ストレート部４２より小径であって、先端側へ向かうに従って外形寸法が変化する制御領域５１が設定されており、この制御領域５１においては、当該スプール１２の周面２４と、該周面２４が摺接する摺接面２５間に形成される間隙５２が、設定された外形寸法に応じて変化する。
【００３４】
このため、前記摺接面２５に形成された前記入力ポート２１の前記入力溝２３に対して前記スプール１２を軸方向１３へ作動することによって、当該スプール１２の周面２４と前記摺接面２５間の前記間隙５２を可変することができ、この間隙５２を介して前記入力ポート２１を通流する通流量を可変することができる。
【００３５】
このように、前記スプール１２の先端部に切欠部を設けること無く、前記スプール１２の軸方向１３への作動に応じて前記入力ポート２１の通流量を制御することができる。このため、前記スプール１２の先端を全周に渡って連続した形状に維持することができるため、当該スプール１２の外周部の剛性を確保することができる。
【００３６】
したがって、このスプール１２の変形に起因した摺動不良等の発生を防止することができ、摺動不良等による不具合を確実に防止することができる。
【００３７】
また、前記制御領域５１は、前記軸方向１３に設けられた第１〜第３のテーパー部６１〜６３で構成されており、各テーパー部６１〜６３での周面２４と当該スプール１２の中心軸４１とが成す傾斜角が、それぞれ異なるテーパー角θ１〜θ３に設定されている。
【００３８】
このため、各テーパー部６１〜６３の軸方向１３の長さや、各テーパー部６１〜６３でのテーパー角θ１〜θ３を用途に合わせて設定することで、目的に応じた流用特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、（ａ）は要部断面図であり、（ｂ）はスプールの斜視図である。
【図２】同実施の形態の要部を示す拡大図である。
【図３】従来のスプール弁を示す図で、（ａ）は要部断面図であり、（ｂ）はスプールの斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    スプール弁
１２    スプール
１３    軸方向
２１    入力ポート
２４    周面
２５    摺接面
４１    中心軸
５１    制御領域
６１    第１テーパー部
６２    第２テーパー部
６３    第３テーパー部
θ１    第１テーパ角
θ２    第２テーパ角
θ３    第３テーパ角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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