(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入ポート、圧力制御ポート及び流出ポートを接続する弁部と、
該弁部を制御するためのソレノイドと、
を備え、前記圧力制御ポートに流れる流体の圧力を制御可能とするソレノイドバルブであって、
前記流入ポートを接続する第１圧力室と、
前記圧力制御ポートを接続する圧力制御室と、
前記流出ポートを接続すると共に前記ソレノイドの駆動伝達部を配置する第２圧力室と、
を前記ソレノイドに向かって順に配設し、
前記第１圧力室に配置される第１弁体と、開弁時に前記第１圧力室と前記圧力制御室とを疎通する第１弁座と、で構成され、開弁時に供給圧を前記第１圧力室から前記圧力制御室へ流入させる第１ポペット弁と、
前記第１弁体を前記第１ポペット弁が常時閉となるように前記第１弁座に向かって付勢する第１付勢部材と、
前記圧力制御室に配置される第２弁体と、開弁時に前記圧力制御室と前記第２圧力室とを疎通すると共に前記ソレノイドの駆動伝達部が接続される位置移動可能な第２弁座と、で構成され、開弁時に制御圧を前記圧力制御室から前記第２圧力室へ流出させる第２ポペット弁と、
前記第２弁座を前記第２ポペット弁が常時開となるように前記第２弁体から離れる前記ソレノイド側に向かって付勢する第２付勢部材と、
前記圧力制御室と前記第２圧力室とを隔てる隔壁の貫通孔に摺動自在に挿通配置され、該貫通孔とクリアランスシールを形成するとともに、前記圧力制御室と前記第２圧力室とを疎通する孔を有し、前記圧力制御室側端部を前記第２弁座とする、前記ソレノイドの駆動伝達部に接続される第１筒状部材と、
前記第１圧力室から前記ソレノイドとは反対側へ延びる貫通孔に摺動自在に挿通配置され、該貫通孔とクリアランスシールを形成するとともに、前記第１付勢部材によって前記第１ポペット弁が常時閉となるように前記第１弁座に向かって付勢される第２筒状部材と、
を備え、
前記第１弁体と前記第２弁体とを前記第１弁座に挿通された締結部で固定締結して一体化した弁体部材に設けるとともに、
ソレノイドの推力により前記制御圧を制御可能とすべく、前記第２筒状部材の受圧面積と、前記第１弁座の受圧面積とが同一となるように構成したことを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記弁体部材は、前記第１筒状部材の孔と前記第２筒状部材の孔とを疎通する孔を有することを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記弁体部材の前記第１、第２弁体を固定締結する締結部をガイドするガイド部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧力を制御するために用いられるソレノイドバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、入出力を調節して圧力比例制御可能とするソレノイドバルブがある。図１０は、従来技術の制御圧を制御するソレノイドバルブである。図１０に示すように、ソレノイドバルブ１０１はバルブ部１０２とソレノイド部１０３とから構成される。
【０００３】
バルブ部１０２は、いわゆるスプールバルブで構成されており、円筒状のバルブスリーブ１０４とバルブスリーブ１０４の内周に往復動可能に挿入されるスプール１０５とを備えている。
【０００４】
バルブスリーブ１０４の側壁には、図示下方から、流入ポート１０６、圧力制御ポート１０７、流出ポート１０８が設けられている。流入ポート１０６は、例えば油圧ポンプ等から加圧された供給圧Ｐｓの流体をバルブ部１０２へ流入するためのものであり、圧力制御ポート１０７はバルブ部１０２から制御圧Ｐｃを出力するためのものであり、流出ポート１０８は圧力制御ポート１０７の制御圧Ｐｃの流体を流出圧Ｐｄで排出するためのものである。
【０００５】
スプール１０５は、軸方向に離間してバルブスリーブ１０４の内周に摺接する第１ランド部１０５ａ及び第２ランド部１０５ｂを有するくし形であり、第１ランド部１０５ａと第２ランド部１０５ｂの間に環状空間の弁室１０９を有している。
【０００６】
このスプール１０５は、下端をスプリング１１０によってソレノイド部１０３方向に付勢されている。スプリング１１０の付勢力は、バルブ部１０２の下端部に設けられたスクリュ１１１によって調整される。
【０００７】
一方、ソレノイド部１０３は、バルブ部１０２のバルブスリーブ１０４と一体的に組み付けられるもので、内部にロッド１１２を介してスプール１０５と作動連結するプランジャ１１３と、プランジャ１１３を取り囲むコイル１１４と、プランジャ１１３の磁気吸引力による移動方向（図示下方向）でプランジャ１１３に対向するセンタポスト１１５と、を備える。
【０００８】
このソレノイド部１０３では、コイル１１４に印加される電流の大きさに応じてプランジャ１１３とセンタポスト１１５間に働く磁気吸引力でプランジャ１１３を移動させることにより、スプール１０５を図において下側に移動させる。
【０００９】
このため、ソレノイドバルブ１０１全体としては、プランジャ１１３とセンタポスト１１５間に働く磁気吸引力と、第１、第２ランド部１０５ａ，１０５ｂの径差を用いて圧力により発生する力及びスプリング１１０の付勢力と、が釣り合う位置にスプール１０５を移動させる。このスプール１０５の移動によって、スプール１０５の第１ランド部１０５ａで閉じている流入ポート１０６を開き、流入ポート１０６の供給圧Ｐｓが圧力制御ポート１０７に伝達される。
【００１０】
以下に、図１１を用いてこのバルブ部１０２の圧力制御の状態を具体的に説明する。
【００１１】
図１１（ａ）は、プランジャ１１３とセンタポスト１１５間に磁気吸引力が働いていない状態であり、流入ポート１０６がスプール１０５の第１ランド部１０５ａで閉じられ、圧力制御ポート１０７と流出ポート１０８とが弁室１０９を通じて流体を通過させている。
【００１２】
図１１（ｂ）は、プランジャ１１３とセンタポスト１１５間に働く磁気吸引力と、第１、第２ランド部１０５ａ，１０５ｂの径差を用いて圧力により発生する力及びスプリング１１０の付勢力と、が釣り合った状態であり、流入ポート１０６が第１ランド部１０５ａで閉じられ、圧力制御ポート１０７が弁室１０９に位置し、流出ポート１０８が第２ランド部１０５ｂで閉じられ、それぞれのポート１０６，１０７，１０８が遮断され、圧力制御ポート１０７の制御圧Ｐｃが一定に維持制御されている。
【００１３】
図１１（ｃ）は、プランジャ１１３とセンタポスト１１５間に働く磁気吸引力を、第１、第２ランド部１０５ａ，１０５ｂの径差を用いて圧力により発生する力及びスプリング１１０の付勢力よりも大きくした状態であり、スプール１０５は図示下方向限界まで押し付けられ、流出ポート１０８が第２ランド部１０５ｂで閉じられ、流入ポート１０６と圧力制御ポート１０７とが弁室１０９を通じて流体を通過させている。
【００１４】
この図１１に示すように、ソレノイドバルブ１０１はソレノイド部１０３の駆動でスプール１０５を移動させることによって、バルブ部１０２の各ポート１０６，１０７，１０８間の開閉を行い圧力制御ポート１０７の制御圧Ｐｃを任意に制御していた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、以下のような問題が生じていた。
【００１６】
上記のようなスプールバルブを用いたバルブ部１０２は、圧力制御ポート１０７の制御圧Ｐｃを維持するため、図１１（ｂ）に示すように、第１ランド部１０５ａで流入ポート１０６を閉じ、第２ランド部１０５ｂで流出ポート１０８を閉じる。この時、バルブ部１０２で起こるリークは、流入ポート１０６から圧力制御ポート１０７へのリーク、及び圧力制御ポート１０７から流出ポート１０８へのリークがある。つまり、図示Ｌｖ−Ｌｓのクリアランスシール長さを通過するリークである。
【００１７】
そして、このようなリークが生じていても、一般に、バルブ部の応答性・安定性の面から、このリークを防止するためにクリアランスシール長さＬｖ−Ｌｓを長くすることはできなかった。
【００１８】
このため、制御圧Ｐｃを昇圧した場合には、上記クリアランスシール長さＬｖ−Ｌｓでのリークが大きくなってしまうという問題が生じていた。
【００１９】
また、各第１、第２ランド部１０５ａ，１０５ｂにおけるクリアランスを狭くすれば、リークは低減できるが、スプール１０５の加工が困難となり、また応答性・安定性も悪化する可能性があり、この方法を採用することは難しかった。
【００２０】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構成でリークを抑制する応答性・安定性に優れたソレノイドバルブを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
流入ポート、圧力制御ポート及び流出ポートを接続する弁部と、
該弁部を制御するためのソレノイドと、
を備え、前記圧力制御ポートに流れる流体の圧力を制御可能とするソレノイドバルブであって、
前記流入ポートを接続する第１圧力室と、
前記圧力制御ポートを接続する圧力制御室と、
前記流出ポートを接続すると共に前記ソレノイドの駆動伝達部を配置する第２圧力室と、
を前記ソレノイドに向かって順に配設し、
前記第１圧力室に配置される第１弁体と、開弁時に前記第１圧力室と前記圧力制御室とを疎通する第１弁座と、で構成され、開弁時に供給圧を前記第１圧力室から前記圧力制御室へ流入させる第１ポペット弁と、
前記第１弁体を前記第１ポペット弁が常時閉となるように前記第１弁座に向かって付勢する第１付勢部材と、
前記圧力制御室に配置される第２弁体と、開弁時に前記圧力制御室と前記第２圧力室とを疎通すると共に前記ソレノイドの駆動伝達部が接続される位置移動可能な第２弁座と、で構成され、開弁時に制御圧を前記圧力制御室から前記第２圧力室へ流出させる第２ポペット弁と、
前記第２弁座を前記第２ポペット弁が常時開となるように前記第２弁体から離れる前記ソレノイド側に向かって付勢する第２付勢部材と、
前記圧力制御室と前記第２圧力室とを隔てる隔壁の貫通孔に摺動自在に挿通配置され、該貫通孔とクリアランスシールを形成するとともに、前記圧力制御室と前記第２圧力室とを疎通する孔を有し、前記圧力制御室側端部を前記第２弁座とする、前記ソレノイドの駆動伝達部に接続される第１筒状部材と、
前記第１圧力室から前記ソレノイドとは反対側へ延びる貫通孔に摺動自在に挿通配置され、該貫通孔とクリアランスシールを形成するとともに、前記第１付勢部材によって前記第１ポペット弁が常時閉となるように前記第１弁座に向かって付勢される第２筒状部材と、
を備え、
前記第１弁体と前記第２弁体とを前記第１弁座に挿通された締結部で固定締結して一体化した弁体部材に設けるとともに、
ソレノイドの推力により前記制御圧を制御可能とすべく、前記第２筒状部材の受圧面積と、前記第１弁座の受圧面積とが同一となるように構成したことを特徴とする。
【００２２】
したがって、各ポートがそれぞれ接続される第１圧力室、圧力制御室、第２圧力室の間が、第１、第２ポペット弁で閉弁されるので、ポペット弁本来の良好なシール性によってそれぞれの室間のリークを抑制することができる。また、クリアランスシール部材間のクリアランスを狭くするといった加工が必要なく、製作容易かつ応答性・安定性にも優れる。
【００２４】
これにより、第１付勢部材で第１弁体を第１弁座に付勢して、第１ポペット弁が常時閉に閉弁される。
【００２６】
これにより、第２付勢部材で第２弁体を第２弁体から離れるソレノイド側に向かって付勢して、第２ポペット弁が常時開に開弁される。
【００２８】
これにより、第１筒状部材が貫通孔内で摺動自在に移動することによって第２弁座も位置移動するので、第２弁座の位置移動を簡単な構成で実現することができる。
【００３０】
これにより、受圧部材が位置移動することによって第２弁座も位置移動するので、第２弁座の位置移動を簡単な構成で実現することができる。
【００３２】
これにより、第２付勢部材が必要なく部品点数を削減することができる。
【００３４】
これにより、弁部において差圧制御及び流量制御の可能な状態を構成することができる。
【００３７】
前記弁体部材は、前記第１筒状部材の孔と前記第２筒状部材の孔とを疎通する孔を有することが好適である。
【００３８】
これにより、第１筒状部材の孔、弁体部材の孔、第２筒状部材の孔を介して第２圧力室の流体圧力が第２筒状部材のソレノイドとは反対側へ導かれ、弁部において差圧制御及び流量制御の可能な状態を構成することができる。
【００３９】
前記弁体部材の前記第１、第２弁体を固定締結する締結部をガイドするガイド部材を備えることが好適である。
【００４０】
これにより、弁体部材の位置ずれが防止でき、第１、第２ポペット弁のシール性が良好に保持できる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００４２】
（第１の実施の形態）
図１〜図４を用いて第１の実施の形態を説明する。図１は、第１の実施の形態の圧力比例制御可能とする制御圧を制御するソレノイドバルブ１の断面構成を説明する断面構成図である。図１に示すように、ソレノイドバルブ１は、弁部としてのバルブ部２とソレノイドを有するソレノイド部３とから構成される。
【００４３】
バルブ部２には、円筒状のバルブスリーブ４の内部に、バルブシート５、ガイド６及びスクリュ７が装填されて、ソレノイド部３へ向かって順に形成される３つの第１圧力室としての流入室８、圧力制御室９及び第２圧力室としての流出室１０が形成されている。
【００４４】
バルブ部２に形成された流入室８、圧力制御室９及び流出室１０は、流入ポート１１、圧力制御ポート１２、流出ポート１３がそれぞれ接続される。流入ポート１１は、例えば油圧ポンプ等から加圧された供給圧Ｐｓの流体をバルブ部２へ流入するためのものであり、圧力制御ポート１２はバルブ部２から制御圧Ｐｃを出力するためのものであり、流出ポート１３は圧力制御室９内の制御圧Ｐｃの流体を流出圧Ｐｄで排出するためのものである。
【００４５】
流入室８は、バルブスリーブ４の内部に装填されたバルブシート５によって圧力制御室９と隔てられ、バルブシート５下面とバルブシート５に続いてバルブスリーブ４に装填されたガイド６の上側凹部とによって形成されている。この流入室８は、バルブシート５の孔を介して圧力制御室９と疎通されている。
【００４６】
流入室８には、バルブスリーブ４の側壁から接続される流入ポート１１の他に、下方から第２流出ポート１４が接続されている。ガイド６及びガイド６に続いてバルブスリーブ４に装填されるバルブ部２の下端部に設けられたスクリュ７には、流入室８と第２流出ポート１４とを疎通する孔が形成されている。
【００４７】
圧力制御室９は、バルブスリーブ４の側壁から圧力制御ポート１２が接続され、バルブスリーブ４の軸方向略中央で大径に設けられた孔とバルブシート５上面とによって形成され、流入室８及び流出室１０に挟まれそれぞれと疎通されている。
【００４８】
流出室１０は、バルブスリーブ４のソレノイド部３側端部に形成されており、開口端がソレノイド部３が連結されることで塞がれている。
【００４９】
そして、流入室８とガイド６及びスクリュ７の孔には、第２筒状部材としての第１ピン１５が挿通されて備えられている。第１ピン１５は上端部にフランジ部１５ａを有する筒状部材であり、上下端に通じる内孔が形成されており、内孔を通じて流入室８と第２流出ポート１４とが疎通されている。
【００５０】
この第１ピン１５の外周径は、ガイド６の孔径と略等しくなっており、第１ピン１５はガイド６の孔に摺動自在に上下方向に移動可能となっている。
【００５１】
第１付勢部材としての第１スプリング１６は、流入室８内で第１ピン１５の上端部のフランジ部１５ａとガイド６上面の凹部との間に配置され、第１ピン１５をソレノイド部３方向に付勢している。この第１スプリング１６は、バルブ部２の下端部に設けられたスクリュ７で第１ピン１５への付勢力を調整される。
【００５２】
第１ピン１５の上側には、流入室８と圧力制御室９とにわたって弁体部材１７が配置されている。弁体部材１７は、球状の第１弁体１８と、第１弁体１８と同形状の第２弁体１９と、第１、第２弁体１８，１９を締結する締結部２０と、が一体となっている。
【００５３】
弁体部材１７の第１弁体１８は、流入室８に配置されており、球状上面でバルブシート５の孔の下側開口を第１弁座５ａとして第１ポペット弁２１を構成する。また、第１弁体１８の球状下面は、第１ピン１５のフランジ部１５ａ上面を第３弁座１５ｂとして第３ポペット弁２５を構成している。
【００５４】
ここで、上記したように第１ピン１５を第１スプリング１６でソレノイド部３方向に付勢することにより、第１弁体１８をバルブシート５の第１弁座５ａに押し付けて第１ポペット弁２１を常時閉の状態としている。
【００５５】
また、第１弁体１８と第１ピン１５の第３弁座１５ｂとで構成される第３ポペット弁２５は、弁体部材１７が動く場合にあっても第１スプリング１６によって第１ピン１５が常に第１弁体１８に押し付けられて常に閉じられた状態となる。
【００５６】
弁体部材１７の締結部２０は、円柱状であり、第１弁体１８と第２弁体１９とを固定締結して第１弁体１８又は第２弁体１９のどちらかの移動によって他方も移動させるものである。締結部２０はバルブシート５の孔に挿通され、流入室８と圧力制御室９との間を所定範囲でスライド移動する。この締結部２０はバルブシート５の孔によってガイドされ、さらには第１弁体１８及び第２弁体１９の外径部が各室８，９の内周壁によってガイドされ、弁体部材１７の移動がスムーズに可能となるようにしている。
【００５７】
弁体部材１７の第２弁体１９は、圧力制御室９に配置されており、上面で第２ピン２２の孔の下側開口を第２弁座２２ｂとして第２ポペット弁２３を構成する。
【００５８】
第２弁体１９の上には、圧力制御室９と流出室１０とわたって挿通された第１筒状部材としての第２ピン２２が備えられている。第２ピン２２は上端部にフランジ部２２ａを有する筒状部材であり、上下端に通じる内孔が形成されており、内孔を通じて圧力制御室９と流出室１０とが疎通されている。そして、第２ピン２２の流出室１０側には、内孔と流出室１０とを確実に疎通するための横穴２２ｃが形成されている。
【００５９】
この第２ピン２２の外周径は、圧力制御室９と流出室１０をつなぐバルブスリーブ４の孔径と略等しくなっており、第２ピン２２はバルブスリーブ４の孔に摺動自在に上下方向に移動可能となっている。第２ピン２２とバルブスリーブ４の孔間からの流体の漏れは、圧力制御室９と流出室１０との間の距離を長くしてクリアランスシール量を多く取ることで防止されている。
【００６０】
また、第２ピン２２の上端部のフランジ部２２ａにはソレノイド部３の駆動伝達部としてのロッド２７が接続され、ソレノイド部３の駆動（ソレノイド推力）によって第２ピン２２が下方に押し込まれるようになっている。
【００６１】
第２付勢部材としての第２スプリング２４は、流出室１０内で第２ピン２２の上端部のフランジ部２２ａと流出室１０下面となるバルブスリーブ４の段差部との間に配置され、第２ピン２２をソレノイド部３方向に付勢している。
【００６２】
一方、ソレノイド部３は、バルブ部２のバルブスリーブ４とケース２６で一体的に組み付けられるもので、バルブ部２の上側に設けられる。
【００６３】
ソレノイド部３は、内部に軸受３２，３３に支持されたロッド２７を介して第２ピン２２と作動連結するプランジャ２８と、プランジャ２８周りのプランジャ室２９を取り囲むコイル３０と、プランジャ２８の磁気吸引力による移動方向（図示下方向）においてプランジャ２８に対向するセンタポスト３１と、を備える。
【００６４】
本実施の形態では、プランジャ２８に作動連結されるロッド２７の下端が下方の流出室１０へ突き出しており、第２スプリング２４に付勢された第２ピン２２のフランジ部２２ａがロッド２７下端に当接している。
【００６５】
このようなソレノイド部３では、コイル３０に印加される電流の大きさに応じてプランジャ２８とセンタポスト３１間に働く磁気吸引力によるソレノイド推力でプランジャ２８を移動させることにより、ロッド２７で第２ピン２２を図において下方に移動させる。
【００６６】
このため、ソレノイドバルブ１全体としては、まず、プランジャ２８とセンタポスト３１間に働く磁気吸引力によるソレノイド推力で第２スプリング２４の付勢力に抗して第２ピン２２を移動させる。このソレノイド推力による第２ピン２２の移動は、さらに第１スプリング１６の付勢力に抗して弁体部材１７をも下方に移動させ、第１ポペット弁２１を開弁し、流入室８から供給圧Ｐｓが圧力制御室９へ伝達される。
【００６７】
以下に、図２を用いてこのバルブ部２の圧力制御の状態を具体的に説明する。
【００６８】
図２（ａ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力が働いていない状態であり、流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が閉弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間の第２ポペット弁２３が開弁していることにより、圧力制御室９から流出室１０へ第２ピン２２の孔を通じて流体を通過させている。
【００６９】
図２（ｂ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力が働き、ソレノイド推力で第２スプリング２４の付勢力に抗して第２ピン２２を下方へ移動させ、第２ポペット弁２３を閉弁した状態であり、流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が閉弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間の第２ポペット弁２３も閉弁していることにより、流入室８、圧力制御室９、流出室１０のそれぞれが遮断され、圧力制御ポート１２から流出する制御圧Ｐｃが一定に維持されている。
【００７０】
図２（ｃ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力がさらに大きく働き、ソレノイド推力で第２ピン２２と共に弁体部材１７をも下方へ移動させ、第１ポペット弁２１を開弁した状態であり、第２ピン２２を介して弁体部材１７も第１スプリング１６に抗して下方へ移動させて流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が開弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間の第２ポペット弁２３が閉弁していることにより、流入室８から圧力制御室９へバルブシート５の孔を通じて流体を通過させている。
【００７１】
この図２に示すように、バルブ部２は第２ピン２２及び弁体部材１７の移動が制御されることによって、圧力制御室９から圧力制御ポート１２へ流出する制御圧Ｐｃを制御することができる。
【００７２】
このソレノイドバルブ１による、図２（ｂ）に示す制御圧Ｐｃの保持状態でのバランス式を以下の数式１に示す。
【００７３】
但し、
Ｆ  ：ソレノイド推力
ｆ１  ：第１スプリング１６による付勢力
ｆ２  ：第２スプリング２４による付勢力
Ｓ１  ：第１ピン１５の受圧面積
Ｓ２  ：第３弁座１５ｂの受圧面積
Ｓ３  ：第１弁座５ａの受圧面積
Ｓ４  ：第２弁座２２ｂの受圧面積
Ｓ５  ：第２ピン２２の受圧面積
Ｐｃ：制御圧
Ｐｓ：供給圧
として、
Ｐｓ（Ｓ１−Ｓ２）−ｆ１−Ｐｓ（Ｓ３−Ｓ２）＋Ｐｃ（Ｓ３−Ｓ４）−Ｐｃ（Ｓ５−Ｓ４）−ｆ２＋Ｆ＝０・・・（数式１）
である。
【００７４】
この（数式１）を変形すると、
Ｐｓ（Ｓ１−Ｓ３）−Ｐｃ（Ｓ５−Ｓ３）−ｆ１−ｆ２＋Ｆ＝０・・・（数式２）
となる。
【００７５】
ここで、第１弁座５ａの径と、第１ピン１５の径とを同一寸法に設定し、受圧面積を同一とし、数式２において、Ｓ１＝Ｓ３とすると、
Ｐｃ（Ｓ５−Ｓ３）＋ｆ１＋ｆ２＝Ｆ・・・（数式３）
となり、ソレノイド推力Ｆにより制御圧Ｐｃを制御することができる。
【００７６】
このときのバルブ部の動作は、図２（ｂ）に示す制御圧Ｐｃを一定に保持する制御圧保持位置を基準とした場合、例えば、制御圧Ｐｃを上昇させる時は、ソレノイド推力Ｆを大きくし、図２（ｃ）に示すように第２ピン２２、弁体部材１７及び第１ピン１５を下方に移動させ、第１ポペット弁２１を開弁して供給圧Ｐｓを圧力制御室９へ流入させ、制御圧Ｐｃを上昇させることができる。
【００７７】
また、例えば、制御圧Ｐｃを下降させる時は、ソレノイド推力Ｆを小さくし、図２（ａ）に示すように第２スプリング２４の付勢によって第２ピン２２を上方に移動させ、第２ポペット弁２３を開弁して制御圧Ｐｃを流出室１０へ流出させ、制御圧Ｐｃを下降させることができる。
【００７８】
次に、第１ピン１５の径と、第２ピン２２の径とを同一寸法に設定し、受圧面積を同一とし、数式２において、Ｓ１＝Ｓ５、Ｓ１−Ｓ３＝Ｓ５−Ｓ３＝Ｓとすると、
（Ｐｃ−Ｐｓ）Ｓ＋ｆ１＋ｆ２＝Ｆ・・・（数式４）
となり、ソレノイド推力Ｆにより供給圧Ｐｓと制御圧Ｐｃの差圧制御もできる（この場合、Ｐｃ＞Ｐｓとする）。
【００７９】
また、数式２において、第１、第２ピン１５，２２の径と、第１弁座５ａの径とを同一寸法に設定し、受圧面積を同一とし、Ｓ１＝Ｓ３＝Ｓ５、Ｓ１−Ｓ３＝Ｓ５−Ｓ３＝Ｓ＝０とすると、
ｆ１＋ｆ２＝Ｆ・・・（数式５）
となり、流体圧力に関係なく、ソレノイド推力Ｆを第１、第２スプリング１６，２４の付勢力ｆ１，ｆ２との関係だけで扱うことができ、ソレノイド推力Ｆによる第１、第２ポペット弁２１，２３の開口量の調節を行うストローク（開口）制御、即ち流量制御ができる（流体は流入ポート１１から供給する）。
【００８０】
以上のように、本実施の形態のソレノイドバルブ１では、流入室８、圧力制御室９、流出室１０の間が第１、第２ポペット弁２１，２３で閉弁されるので、ポペット弁本来の従来用いていたスプールバルブよりも良好なシール性によって流入室８と圧力制御室９の間、圧力制御室９と流出室１０の間のリークを抑制することができる。また、従来用いていたスプールバルブのようなクリアランスシール部材がなく、クリアランスシール部材間のクリアランスを狭くするといった加工が必要なく、製作容易かつ応答性・安定性にも優れる。
【００８１】
また、図２（ｂ）に示すように、第１ピン１５のクリアランスシール長さＬ１や第２ピン２２のクリアランスシール長さＬ２を長く取ることができ、クリアランスシール長さＬ１，Ｌ２でリークが防止される。
【００８２】
次に、本実施の形態に係るソレノイドバルブの他の例を説明する。図３、図４は本実施の形態に係るソレノイドバルブの他の例を示す概略図である。
【００８３】
図３に示す例では、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、弁体部材１７の締結部２０をガイドするガイド部材としての締結部用軸受３４が設けられている。
軸受３４は、いずれもバルブシート５に支持固定される。この軸受３４とバルブシート５との間には、流入室８と圧力制御室９を疎通する通路３５が設けられている。
【００８４】
このため、軸受３４によって弁体部材１７を上下方向（軸方向）だけの移動に安定させ、径方向にずれることによって位置ずれが発生することを防止している。よって、第１、第２弁体１８，１９の第１、第２弁座５ａ，２２ｂへの座りが安定し、第１、第２ポペット弁２１，２３は閉弁時に安定した良好なシール性の閉弁ができる。
【００８５】
ここで、図３（ｄ）は図３（ｂ）のソレノイドバルブ１に用いられた通路３５が形成されているバルブシート５を示している。図３（ｅ）は図３（ｃ）のソレノイドバルブ１に用いられた通路３５が形成されている軸受３４を示している。
【００８６】
また、図４に示す例では、第２流出ポート１４はなく、スクリュ７に液溜り３６を形成し、かつ弁体部材１７に軸方向に貫通した貫通孔１７ａを形成したものである。
【００８７】
弁体部材１７の貫通孔１７ａは、下側開口で第１ピン１５の孔と疎通され、上側開口で第２ピン２２の孔と疎通されている。
【００８８】
このため、流出室１０とスクリュ７の液溜り３６とが第２ピン２２の孔、弁体部材１７の貫通孔１７ａ、第１ピン１５の孔を介してつながれ、液溜り３６に流出圧Ｐｄを導入することで、第１ピン１５の上側は流入室８の供給圧Ｐｓとなり、第１ピン１５の下側は液溜り３６の流出圧Ｐｄとなり、図１と同様な圧力配置を実現することができる。よって、この構成でも図１と同様な制御を行うことができる。
【００８９】
なお、本実施の形態では、第１、第２弁体１８，１９を球形状とした第１、第２ポペット弁２１，２３を構成していたが、このような形状に限られず、例えば弁体をストローク制御が可能な円錐形状にしたり、平面シール形状にしたりといったこともできる。
【００９０】
（第２の実施の形態）
図５、図６を用いて第２の実施の形態を説明する。図５（ａ）に示す第２の実施の形態に係るソレノイドバルブ１’は、第２ポペット弁２３’の第２弁座３８ａを下端に有する移動可能な第２バルブシート３８が設けられた受圧部材３７を備えている。
【００９１】
その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００９２】
バルブスリーブ４内部の圧力制御室９と流出室とを隔てる隔壁として受圧部材３７が配置されている。受圧部材３７は、第１の実施の形態における第２スプリング２４の役割も果たし、ソレノイド部３側に弾性反発する。このため、部品点数の削減が図れる。
【００９３】
受圧部材３７は、受圧部材３７の変形に応じて移動する第２バルブシート３８を有している。
【００９４】
第２バルブシート３８は圧力制御室９と流出室１０とを疎通する孔が形成されている。第２バルブシート３８の孔の下端の開口を第２弁座３８ａとして、弁体部材１７の第２弁体１９とで第２ポペット弁２３’を構成する。
【００９５】
また、第２バルブシート３８の流出室１０側には、第２バルブシート３８の孔と流出室１０とを確実に疎通する横穴３８ｂが形成されている。そして、第２バルブシート３８の上端にソレノイド部３のロッド２７が接続される。
【００９６】
以上の構成においても、図６に示すように、バルブ部２の圧力制御の状態を制御できる。
【００９７】
図６（ａ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力が働いていない状態であり、流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が閉弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間は第２ポペット弁２３’が開弁していることにより、圧力制御室９から流出室１０へ第２バルブシート３８を通じて流体を通過させている。
【００９８】
図６（ｂ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力が働き、ソレノイド推力で受圧部材３７の付勢力に抗して第２バルブシート３８を下方へ移動させ、第２ポペット弁２３’を閉弁した状態であり、流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が閉弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間の第２ポペット弁２３’も閉弁していることにより、流入室８、圧力制御室９、流出室１０のそれぞれが遮断され、圧力制御ポート１２から流出する制御圧Ｐｃが一定に維持されている。
【００９９】
図６（ｃ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力がさらに大きく働き、ソレノイド推力で第２バルブシート３８と共に弁体部材１７をも下方へ移動させ、第１ポペット弁２１を開弁した状態であり、第２バルブシート３８を介して弁体部材１７も第１スプリング１６に抗して下方へ移動させて流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が開弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間の第２ポペット弁２３が閉弁していることにより、流入室８から圧力制御室９へバルブシート５の孔を通じて流体を通過させている。
【０１００】
この図６に示すように、バルブ部２は第２バルブシート３８及び弁体部材１７の移動が制御されることによって、圧力制御室９から圧力制御ポート１２へ流出する制御圧Ｐｃを制御することができる。
【０１０１】
このソレノイドバルブ１’による、図６（ｂ）に示す制御圧Ｐｃの保持状態でのバランス式については、ｆ２を受圧部材３７の弾性反発力として、第１の実施の形態で示した（数式１）から（数式５）が成立し、第１の実施の形態と同様に、圧力制御、差圧制御、流量制御を行うことができる。
【０１０２】
また、図６（ｂ）に示すように、圧力制御室９と流出室１０との間は受圧部材３７で隔てられるので、第１の実施の形態のような第２ピン２２のクリアランスシール長さＬ２が必要なく、圧力制御室９と流出室１０との間でのリークが防止されると共に、クリアランスシール長さＬ２分の軸方向の縮小もできる。
【０１０３】
なお、本実施の形態に係るソレノイドバルブ１’の他の例を図５（ｂ）に示す。
【０１０４】
図５（ｂ）に示す例では、第２バルブシート３８の下端部にフランジ部３８ｃを形成したものであり、また受圧部材３７は蛇腹を軸方向に形成したベローズとしたものである。ベローズである受圧部材３７の取り付けは、根元に接続されるスリーブ３９がバルブスリーブ４に装填されることで行われている。
【０１０５】
また、受圧部材３７が第１の実施の形態の第２スプリング２４を兼ねるのではなく、受圧部材３７とは別に第２スプリング２４を備えていても良い。
【０１０６】
（第３の実施の形態）
図７〜図９を用いて第３の実施の形態を説明する。図７に示す第３の実施の形態に係るソレノイドバルブ１”は、流入室８から第２流出ポートをなくし、流入室８内では第１スプリング１６で第１弁体保持部材４０を介して第１弁体１８を付勢する構成である。
【０１０７】
その他の構成および作用については第１、第２の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０８】
図７において、流入室８内に、弁体部材１７の第１弁体１８、第１スプリング１６及び第１弁体１８を保持し、第１スプリング１６の付勢力を第１弁体１８に伝える第１弁体保持部材４０を備えている。
【０１０９】
以下に、図８を用いてこのバルブ部の圧力制御の状態を具体的に説明する。ここでは、図７（ａ）の構成のソレノイドバルブ１”を例に挙げている。
【０１１０】
図８（ａ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力が働いていない状態であり、流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が閉弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間の第２ポペット弁２３が開弁していることにより、圧力制御室９から流出室１０へ第２ピン２２の孔を通じて流体を通過させている。
【０１１１】
図８（ｂ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力が働き、ソレノイド推力で第２スプリング２４の付勢力に抗して第２ピン２２を下方へ移動させ、第２ポペット弁２３を閉弁した状態であり、流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が閉弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間の第２ポペット弁２３も閉弁していることにより、流入室８、圧力制御室９、流出室１０のそれぞれが遮断され、圧力制御ポート１２から流出する制御圧Ｐｃが一定に維持されている。
【０１１２】
図８（ｃ）は、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力がさらに大きく働き、ソレノイド推力で第２ピン２２と共に弁体部材１７をも下方へ移動させ、第１ポペット弁２１を開弁した状態であり、第２ピン２２を介して弁体部材１７も第１スプリング１６に抗して下方へ移動させて流入室８と圧力制御室９との間の第１ポペット弁２１が開弁しており、圧力制御室９と流出室１０との間の第２ポペット弁２３が閉弁していることにより、流入室８から圧力制御室９へバルブシート５の孔を通じて流体を通過させている。
【０１１３】
この図８に示すように、バルブ部２は第２ピン２２及び弁体部材１７の移動が制御されることによって、圧力制御室９から圧力制御ポート１２へ流出する制御圧Ｐｃを制御することができる。
【０１１４】
このソレノイドバルブ１”による、図８（ｂ）に示す制御圧Ｐｃの保持状態でのバランス式を以下の数式１に示す。
【０１１５】
但し、
Ｆ  ：ソレノイド推力
ｆ１  ：第１スプリング１６による付勢力
ｆ２  ：第２スプリング２４による付勢力
Ｓ３  ：第１弁座５ａの受圧面積
Ｓ４  ：第２弁座２２ｂの受圧面積
Ｓ５  ：第２ピン２２の受圧面積
Ｐｃ：制御圧
Ｐｓ：供給圧
として、
−ｆ１−ＰｓＳ３＋Ｐｃ（Ｓ３−Ｓ４）−Ｐｃ（Ｓ５−Ｓ４）−ｆ２＋Ｆ＝０・・・（数式１’）
である。
【０１１６】
この（数式１’）を変形すると、
−ＰｓＳ３−Ｐｃ（Ｓ５−Ｓ３）−ｆ１−ｆ２＋Ｆ＝０・・・（数式２’）
となる。
【０１１７】
ここで、供給圧Ｐｓが一定もしくは影響ない程度に変動する範囲であれば、（数式２’）において、ＰｓＳ３＝Ａとすると、
Ｐｃ（Ｓ５−Ｓ３）＋ｆ１＋ｆ２＋Ａ＝Ｆ・・・（数式３’）
となり、ソレノイド推力Ｆにより制御圧Ｐｃを制御することができる。
【０１１８】
このときのバルブ部の動作は、図８（ｂ）に示す制御圧Ｐｃを一定に保持する制御圧保持位置を基準とした場合、例えば、制御圧Ｐｃを上昇させる時は、ソレノイド推力Ｆを大きくし、図８（ｃ）に示すように第２ピン２２及び弁体部材１７を下方に移動させ、第１ポペット弁２１を開弁して供給圧Ｐｓを圧力制御室９へ流入させ、制御圧Ｐｃを上昇させることができる。
【０１１９】
また、例えば、制御圧Ｐｃを下降させる時は、ソレノイド推力Ｆを小さくし、図８（ａ）に示すように第２スプリング２４の付勢によって第２ピン２２を上方に移動させ、第２ポペット弁２３を開弁して制御圧Ｐｃを流出室１０へ流出させ、制御圧Ｐｃを下降させることができる。
【０１２０】
この制御は、図７（ｂ）のソレノイドバルブ１”（第２の実施の形態と同様に受圧部材３７と第２バルブシート３８とを備えた構成）においても、ｆ２を受圧部材３７の弾性反発力として（数式１’）から（数式３’）が成立し、同様に行うことができる。
【０１２１】
以上のように、本実施の形態のソレノイドバルブ１”でも、第１の実施の形態と同様に圧力制御ができる。
【０１２２】
なお、本実施の形態に係るソレノイドバルブ１”の他の例を図９に示す。図９（ａ），（ｂ）は図８（ａ），（ｂ）のそれぞれを変形した構成である。
【０１２３】
図９に示す例では、第１弁体保持部材４０を設けず、第１弁体１８自体の形状を第１弁体保持部材４０を一体化した形状に形成したものである。このようにして、第１スプリング１６が第１弁体１８を直接押す構成にしても良い。
【０１２４】
なお、上記の実施の形態では、ソレノイド部３のプランジャ２８とセンタポスト３１間に磁気吸引力が働いていない状態では、弁体部材１７と第２ピン２２がそれぞれ上方に移動し、第１弁体１８で第１ポペット弁２１を閉弁し、第２弁体１９から第２ピン２２が離れて第２ポペット弁２３を開弁し、供給圧Ｐｓが制御圧Ｐｃと遮断されたいわゆるノーマルクローズタイプの構成例を説明したが、流入室８と流出室１０に接続する流入ポート１１と流出ポート１３の配置を入れ換えて、いわゆるノーマルオープンタイプ（供給圧Ｐｓが制御圧Ｐｃと疎通される）の構成も可能である。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各ポートがそれぞれ接続される第１圧力室、圧力制御室、第２圧力室の間が、第１、第２ポペット弁で閉弁されるので、ポペット弁本来の良好なシール性によってそれぞれの室間のリークを抑制することができる。また、クリアランスシール部材間のクリアランスを狭くするといった加工が必要なく、製作容易かつ応答性・安定性にも優れる。
【０１２６】
第１弁体を第１ポペット弁が常時閉となるように第１弁座に向かって付勢する第１付勢部材を備えることで、第１付勢部材で第１弁体を第１弁座に付勢して、第１ポペット弁が常時閉に閉弁される。
【０１２７】
第２弁座を第２ポペット弁が常時開となるように第２弁体から離れるソレノイド側に向かって付勢する第２付勢部材を備えることで、第２付勢部材で第２弁体を第２弁体から離れるソレノイド側に向かって付勢して、第２ポペット弁が常時開に開弁される。
【０１２８】
圧力制御室と第２圧力室とを隔てる隔壁の貫通孔に摺動自在に挿通配置され、圧力制御室と第２圧力室とを疎通する孔を有し、圧力制御室側端部を第２弁座とする、ソレノイドの駆動伝達部に接続される第１筒状部材を備えることで、第１筒状部材が貫通孔内で摺動自在に移動することによって第２弁座も位置移動するので、第２弁座の位置移動を簡単な構成で実現することができる。
【０１２９】
圧力制御室と第２圧力室とを隔てる隔壁を受圧部材で形成し、受圧部材は第２弁座を有することで、受圧部材が位置移動することによって第２弁座も位置移動するので、第２弁座の位置移動を簡単な構成で実現することができる。
【０１３０】
受圧部材は、第２付勢部材を兼ねて第２ポペット弁が常時開となるように弾性反発することで、第２付勢部材が必要なく部品点数を削減することができる。
【０１３１】
第１圧力室からソレノイドとは反対側へ延びる貫通孔に摺動自在に挿通配置され、内部に孔を有し、第１圧力室側端部を弁座として第１弁体と第３ポペット弁を構成する第２筒状部材を備えることで、弁部において差圧制御及び流量制御の可能な状態を構成することができる。
【０１３２】
第２筒状部材は、第１付勢部材によって第１ポペット弁が常時閉となるように第１弁座に向かって付勢されることで、第３ポペット弁は常に閉弁された状態に維持される。
【０１３３】
弁体部材は、第１筒状部材の孔と第２筒状部材の孔とを疎通する孔を有することで、第１筒状部材の孔、弁体部材の孔、第２筒状部材の孔を介して第２圧力室の流体圧力が第２筒状部材のソレノイドとは反対側へ導かれ、弁部において差圧制御及び流量制御の可能な状態を構成することができる。
【０１３４】
弁体部材の第１、第２弁体を固定締結する締結部をガイドするガイド部材を備えることで、弁体部材の位置ずれが防止でき、第１、第２ポペット弁のシール性が良好に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るソレノイドバルブを示す断面構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係るソレノイドバルブのバルブ部の制御状態を示す説明図である。
【図３】第１の実施の形態に係るソレノイドバルブの他の例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係るソレノイドバルブの他の例を示す図である。
【図５】第２の実施の形態に係るソレノイドバルブを示す断面構成図である。
【図６】第２の実施の形態に係るソレノイドバルブのバルブ部の制御状態を示す説明図である。
【図７】第３の実施の形態に係るソレノイドバルブを示す断面構成図である。
【図８】第３の実施の形態に係るソレノイドバルブのバルブ部の制御状態を示す説明図である。
【図９】第３の実施の形態に係るソレノイドバルブの他の例を示す図である。
【図１０】従来技術のソレノイドバルブを示す断面構成図である。
【図１１】従来技術のソレノイドバルブのバルブ部の制御状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１’，１”  ソレノイドバルブ
２  バルブ部
３  ソレノイド部
４  バルブスリーブ
５  バルブシート
５ａ  第１弁座
６  ガイド
７  スクリュ
８  流入室
９  圧力制御室
１０  流出室
１１  流入ポート
１２  圧力制御ポート
１３  流出ポート
１４  第２流出ポート
１５  第１ピン
１５ｂ  第２弁座
１６  第１スプリング
１７  弁体部材
１７ａ  貫通孔
１８  第１弁体
１９  第２弁体
２０  締結部
２１  第１ポペット弁
２２  第２ピン
２２ｂ  第２弁座
２３  第２ポペット弁
２４  第２スプリング
２５  第３ポペット弁
２７  ロッド
２８  プランジャ
３１  センタポスト
３４  締結部用軸受
３５  通路
３６  液溜り
３７  受圧部材
３８  第２バルブシート
３８ａ  第２弁座
３９  スリーブ
４０  弁体保持部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004569025.tif 000009
【図９】
0004569025.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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