(57)【要約】【課題】ソレノイドバルブの設計の自由度を向上させる。【解決手段】ソレノイドバルブ１００，１１０は、第１ポート２２０と第２ポート２３０との連通開度を変化させる主弁２２と、主弁２２を閉弁方向に付勢する制御圧室４２と、主弁２２に摺動自在に挿入される圧力補償スリーブ２６，１２６と、主弁２２と圧力補償スリーブ２６，１２６との間に介装されるゴム弾性体２８，１２８と、スリーブ貫通孔２６ｃ，１２６ｂの開度を変化させる副弁２７と、供給される電流に応じて副弁２７を変位させるソレノイド部６０と、を備える【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポートから第２ポートへ流れる作動流体の流量を制御するソレノイドバルブであって、
前記第１ポートと前記第２ポートとの連通開度を変化させる主弁と、
前記第１ポートから作動流体が導かれ、前記主弁を閉弁方向に付勢する制御圧室と、
前記主弁に摺動自在に挿入され、前記制御圧室と前記第２ポートとを連通させる連通路が形成される圧力補償スリーブと、
前記主弁と前記圧力補償スリーブとの間に介装され、前記圧力補償スリーブが前記主弁内に進入することにより圧縮され復元力を生じるゴム弾性体と、
前記連通路の開度を変化させるために前記圧力補償スリーブに対して離着座する副弁と、
供給される電流に応じて前記副弁を変位させるソレノイド部と、
を備えることを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記圧力補償スリーブは、前記主弁に設けられる摺動孔に摺動自在に挿入される摺動部と、前記主弁の外部に配置され前記摺動部よりも外径が大きい鍔部と、を有し、
前記ゴム弾性体は、前記摺動部が挿通する貫通孔を有する円筒状に形成され、前記鍔部と前記主弁との間に介装され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】
前記主弁は、前記ゴム弾性体が収容される収容穴を有し、
前記圧力補償スリーブは、前記収容穴内に臨む先端面を有し、
前記ゴム弾性体は、円柱状に形成され、前記収容穴の底面と前記先端面との間に介装され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４】
前記ゴム弾性体は、弾性特性が異なる複数のゴム材が積層されることによって形成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載のソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、油圧によって作動する建設機械や産業機械では、電磁力に応じて作動油の流量を制御するソレノイドバルブが用いられる。
【０００３】
特許文献１には、第１ポートと第２ポートとの連通開度を変化させる主弁と、第１ポートから作動油が導かれ、主弁を閉弁方向に付勢する制御圧室と、制御圧室と第２ポートとを連通することにより制御圧室内の圧力を制御するソレノイド部と、を備えるソレノイドバルブが記載されている。このソレノイドバルブは、第１ポートと第２ポートとの圧力差に関わらずソレノイド部の駆動電流を一定にするための圧力補償機構をさらに備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３９９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるソレノイドバルブでは、圧力補償機構を構成するスリーブの位置を、主弁に対して変位させるために皿バネが用いられている。皿バネは、形状やばね特性が規格化されているため、要求される特性を満たす皿バネの形状に合わせて、主弁やスリーブの形状を設計しなければならない。このため、ソレノイドバルブの設計の自由度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、ソレノイドバルブの設計の自由度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、主弁と圧力補償スリーブとの間に、圧力補償スリーブが主弁内に進入することにより圧縮され復元力を生じるゴム弾性体が介装されることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、円筒状に形成されるゴム弾性体が、圧力補償スリーブの鍔部と主弁との間に介装されることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、円柱状に形成されるゴム弾性体が、主弁の収容穴の底面と圧力補償スリーブの先端面との間に介装されることを特徴とする。
【００１０】
第１から第３の発明では、圧力補償スリーブの位置を主弁に対して変位させるためにゴム弾性体が用いられる。ゴム弾性体は、形状が自由に設定されるため、主弁や圧力補償スリーブの設計を自由に行うことができる。
【００１１】
第４の発明は、ゴム弾性体が、弾性特性が異なる複数のゴム材が積層されることによって形成されることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明では、異なる弾性特性を有する複数のゴム材を組み合わせることによってゴム弾性体が形成される。このため、ゴム弾性体の弾性特性を任意に設定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ソレノイドバルブの設計の自由度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るソレノイドバルブの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るソレノイドバルブの変形例の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るソレノイドバルブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るソレノイドバルブ１００について説明する。
【００１７】
図１に示されるソレノイドバルブ１００は、建設機械や産業機械等に設けられ、図示しない流体圧力源からアクチュエータ（負荷）に供給される作動流体の流量やアクチュエータからタンク等へ排出される作動流体の流量を制御する。
【００１８】
ソレノイドバルブ１００は、バルブブロック２００に設けられる非貫通の挿入孔２１０に挿入固定される。バルブブロック２００には、一端が挿入孔２１０の底面に開口し、他端がバルブブロック２００の外面に開口して図示しない配管等を通じて流体圧力源に接続される第１ポート２２０と、一端が挿入孔２１０の側面に開口し、他端がバルブブロック２００の外面に開口して図示しない配管等を通じてアクチュエータに接続される第２ポート２３０と、を有する。
【００１９】
ソレノイドバルブ１００では、作動流体として作動油が用いられる。作動油は、第１ポート２２０から第２ポート２３０へと流れる。作動流体は、作動油に限定されず、他の非圧縮性流体または圧縮性流体であってもよい。
【００２０】
ソレノイドバルブ１００は、第１ポート２２０と第２ポート２３０との連通開度を変化させる主弁２２と、挿入孔２１０内に固定され主弁２２が摺動自在に挿入される中空円筒状のスリーブ１２と、第１ポート２２０から作動油が導かれ、主弁２２を閉弁方向に付勢する制御圧室４２と、主弁２２に摺動自在に挿入され、制御圧室４２と第２ポート２３０とを連通させる連通路としてのスリーブ貫通孔２６ｃが形成される圧力補償スリーブ２６と、圧力補償スリーブ２６に形成されるサブシート部２６ｄに離着座し、スリーブ貫通孔２６ｃの開度を変化させる副弁２７と、供給される電流に応じて副弁２７を変位させるソレノイド部６０と、を備える。
【００２１】
スリーブ１２は、主弁２２の外周面を摺動自在に支持する摺動支持部１２ａと、主弁２２が着座するシート部１３と、を有する。
【００２２】
シート部１３の内周には、第１ポート２２０側から順に、円孔状の第１シート部１３ａと、円錐台状の第２シート部１３ｂと、の２つのシート部が形成される。第１シート部１３ａの中心軸と第２シート部１３ｂの中心軸とは、スリーブ１２の中心軸と一致している。
【００２３】
スリーブ１２には、第２シート部１３ｂと摺動支持部１２ａとの間に、スリーブ１２内の空間と第２ポート２３０とを連通する連通孔１２ｂが周方向に間隔をあけて複数形成される。
【００２４】
シート部１３の外周と摺動支持部１２ａの外周とには、連通孔１２ｂを挟むようにして、それぞれＯリング５１，５２が配置される。連通孔１２ｂと第２ポート２３０との接続部は、スリーブ１２と挿入孔２１０との間で圧縮されるこれら二つのＯリング５１，５２によって封止される。特にシート部１３の外周に設けられるＯリング５１によって、スリーブ１２と挿入孔２１０との間の隙間を通じて第１ポート２２０と第２ポート２３０とが連通することが防止される。
【００２５】
主弁２２は、円柱状部材であり、一端面２２ｅがシート部１３側に位置し、摺動部２２ｃが摺動支持部１２ａに摺動支持されるようにスリーブ１２内に配置される。
【００２６】
主弁２２の一端面２２ｅ側には、第１シート部１３ａに摺動自在に挿入される円柱状のスプール弁２２ａが形成され、スプール弁２２ａと摺動部２２ｃとの間には、第２シート部１３ｂに着座する円錐台状のポペット弁２２ｂが形成される。
【００２７】
主弁２２の一端面２２ｅには、第１ポート２２０に連通する凹部２２ｇがスプール弁２２ａと同軸上に形成される。スプール弁２２ａには、一端が第１シート部１３ａと摺動する面に開口し、他端が凹部２２ｇの内周面に開口する貫通孔２２ｄが周方向に間隔をあけて複数形成される。
【００２８】
第１シート部１３ａにより閉塞される各貫通孔２２ｄは、ポペット弁２２ｂと第２シート部１３ｂとが離れる方向にスプール弁２２ａが移動するのに伴って、徐々に開口する。つまり、第１シート部１３ａから露出する各貫通孔２２ｄの面積は、スプール弁２２ａの移動量に応じて変化する。このように、各貫通孔２２ｄの開口面積を変化させることによって、第１ポート２２０から第２ポート２３０へ流れる作動油の流量を制御することができる。
【００２９】
各貫通孔２２ｄは、ポペット弁２２ｂが第２シート部１３ｂに当接するときであっても、第１シート部１３ａによって完全に閉塞されないように配置される。つまり、各貫通孔２２ｄの開口面積は、ポペット弁２２ｂが第２シート部１３ｂに当接する閉弁位置において最小値となり、ポペット弁２２ｂが開弁方向に変位するにつれて漸次増大する。
【００３０】
なお、各貫通孔２２ｄは、ポペット弁２２ｂが第２シート部１３ｂからある程度離れるまで第１シート部１３ａによって閉塞されるように配置されてもよい。この場合、主弁２２がある程度変位するまで作動油の流量をほぼゼロに設定することができる。
【００３１】
主弁２２の他端面２２ｆは、主弁２２と、スリーブ１２と、ソレノイド部６０と、により画定される制御圧室４２に臨んでいる。
【００３２】
バルブブロック２００には、第１ポート２２０と制御圧室４２とを接続する圧力導入通路２４０が形成される。圧力導入通路２４０は、スリーブ１２に形成されオリフィスとして機能する導入孔４１を通じて制御圧室４２に連通する。このため、制御圧室４２への作動油の流入は、導入孔４１によって制限される。圧力導入通路２４０には、制御圧室４２内の作動油が第１ポート２２０に逆流することを防止する逆止弁が設けられてもよい。
【００３３】
制御圧室４２内には、主弁２２とソレノイド部６０との間に、メインリターンスプリング２４が圧縮して設けられる。
【００３４】
メインリターンスプリング２４の付勢力は、主弁２２を閉弁させる方向に作用する。また、第１ポート２２０の圧力は、主弁２２の第２シート部１３ｂにおける断面に相当する開弁受圧面Ａ１に作用し、主弁２２を開弁させる方向に作用する。また、制御圧室４２内の圧力は、摺動部２２ｃにおける断面に相当する閉弁受圧面Ａ２に作用し、主弁２２を閉弁させる方向に作用する。このため、主弁２２は、開弁受圧面Ａ１に作用する第１ポート２２０の圧力による推力が、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力を上回ると開弁方向に変位し、下回ると閉弁方向に変位する。
【００３５】
主弁２２は、さらに、制御圧室４２と第２ポート２３０とを連通させる第１連通路２３ａ及び第２連通路２３ｂを有する。
【００３６】
摺動孔としての第１連通路２３ａは、その中心軸が主弁２２の中心軸に一致するように主弁２２に形成される非貫通孔であり、一端が他端面２２ｆに開口する。第２連通路２３ｂは、主弁２２の径方向に形成され、一端が第１連通路２３ａに連通し、他端が主弁２２の外周面に開口する。第２連通路２３ｂの他端は、主弁２２が軸方向に変位する範囲において、連通孔１２ｂと常に連通するように配置される。
【００３７】
圧力補償スリーブ２６は、第１連通路２３ａ内に摺動自在に挿入される摺動部２６ａと、制御圧室４２に臨むように配置され、摺動部２６ａよりも外径が大きい鍔部２６ｂと、鍔部２６ｂから摺動部２６ａにかけて軸方向に貫通して形成されるスリーブ貫通孔２６ｃと、を有する。鍔部２６ｂに開口するスリーブ貫通孔２６ｃの開口端には、副弁２７が離着座する円錐台状のサブシート部２６ｄが形成される。このため、第１連通路２３ａと制御圧室４２とは、サブシート部２６ｄとスリーブ貫通孔２６ｃとを通じて連通する。
【００３８】
鍔部２６ｂと主弁２２の他端面２２ｆとの間には、ゴム弾性体２８が介装される。ゴム弾性体２８は、摺動部２６ａが挿通する貫通孔２８ａを有する円筒状または円環状に形成される。ゴム弾性体２８は、圧力補償スリーブ２６が主弁２２内に進入すると圧縮されて変形し、復元力を生じる。圧力補償スリーブ２６が主弁２２内から退出するとゴム弾性体２８は、復元力によって元の形状へと戻る。ゴム弾性体２８は、耐油性に優れたニトリルゴムやフッ素ゴム、または、圧縮復元力に優れたシリコーンゴムといった弾性を有するエラストマーによって形成される。
【００３９】
副弁２７は、円柱状部材であり、一端にはサブシート部２６ｄに当接する形状を有するサブポペット弁２７ａが形成される。副弁２７の他端は、後述のプランジャ３３に結合される。
【００４０】
サブポペット弁２７ａとサブシート部２６ｄとが当接すると、制御圧室４２と第１連通路２３ａとの連通は遮断された状態となる。一方、サブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄから離れ、サブポペット弁２７ａとサブシート部２６ｄとの間に隙間が形成されると、制御圧室４２と第１連通路２３ａとが連通され、制御圧室４２内の作動油は、第１連通路２３ａ及び第２連通路２３ｂを通じて第２ポート２３０へと流出する。制御圧室４２には、圧力導入通路２４０を通じて作動油が導かれるが、導入孔４１によって制御圧室４２への作動油の流入が制限されるため、結果として、制御圧室４２内の圧力は低下する。
【００４１】
サブポペット弁２７ａとサブシート部２６ｄとの間の隙間の大きさは、副弁２７の軸方向における位置を変更することによって調節される。副弁２７の軸方向の位置はソレノイド部６０によって制御されるので、この隙間の大きさはソレノイド部６０によって制御されることとなる。
【００４２】
ソレノイド部６０は、電流が供給されることにより磁気吸引力を生じるコイル６２と、コイル６２が外周に設けられる有底筒状のソレノイドチューブ１４と、を有する。
【００４３】
ソレノイドチューブ１４は、バルブブロック２００の挿入孔２１０内に挿入される挿入部１４ａと、挿入部１４ａよりも外径が小さく挿入孔２１０の外側に配置される小径部１４ｂと、を有する。ソレノイドチューブ１４は、挿入部１４ａにおいてスリーブ１２と螺合される。ソレノイドチューブ１４とスリーブ１２との結合は、ネジ結合に限定されず、嵌合結合であってもよい。
【００４４】
挿入部１４ａの外周には、シール部材としてのＯリング５３が配置される。ソレノイドチューブ１４と挿入孔２１０との間で圧縮されるＯリング５３によって、挿入孔２１０内と外部との連通は遮断される。このため、挿入孔２１０内の作動油が外部に漏れることが防止されるとともに、外部から水や粉塵等が挿入孔２１０内に侵入することが防止される。
【００４５】
小径部１４ｂの外周には、締結部材１６が遊びを有して嵌めこまれる。締結部材１６は、内周側の部分が挿入部１４ａに係止された状態で図示しないボルトを介してバルブブロック２００に締結される。締結部材１６がバルブブロック２００に締結されることによって、ソレノイドバルブ１００は、バルブブロック２００に対して固定される。
【００４６】
ソレノイドチューブ１４内には、軸心に副弁２７が固定され、コイル６２が生じる磁気吸引力に吸引される円筒状のプランジャ３３と、軸方向に移動自在な円柱状のリテーナ３４と、プランジャ３３とリテーナ３４との間に圧縮して介装されるサブリターンスプリング３５と、が設けられる。プランジャ３３は、サブリターンスプリング３５によって、副弁２７の先端に形成されるサブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄに着座する方向へと付勢される。
【００４７】
プランジャ３３には、軸方向に貫通する複数の貫通孔３３ａが形成されており、サブリターンスプリング３５が配置されるスプリング室４４は貫通孔３３ａを通じて制御圧室４２と連通する。このため、スプリング室４４内の圧力は、制御圧室４２内の圧力と同等となり、サブリターンスプリング３５の付勢力とスプリング室４４内の圧力とは、サブポペット弁２７ａをサブシート部２６ｄへ押圧する方向へと作用する。
【００４８】
ソレノイドチューブ１４の端部１４ｄには、調節ネジ３６が軸方向に貫通して螺着される。調節ネジ３６の一端は、スプリング室４４内のリテーナ３４に当接しており、調節ネジ３６が回転されるとリテーナ３４の軸方向における位置が変更され、サブリターンスプリング３５の付勢力が変化する。このように、調節ネジ３６を回転することによって、プランジャ３３に作用するサブリターンスプリング３５の初期荷重を変更することができる。ソレノイドチューブ１４から突出する調節ネジ３６の他端は、ソレノイドチューブ１４に取り付けられるカバー６３によって覆われる。
【００４９】
次に、ソレノイドバルブ１００の動作について説明する。
【００５０】
コイル６２に電流が供給されていないときには、サブリターンスプリング３５の付勢力によって、プランジャ３３が押圧され、副弁２７のサブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄに着座し、制御圧室４２は閉塞された状態となる。このため、制御圧室４２内には圧力導入通路２４０及び導入孔４１を通じて第１ポート２２０の作動油が導かれ、制御圧室４２内の圧力は第１ポート２２０の圧力と同等となる。つまり、閉弁受圧面Ａ２には、第１ポート２２０の圧力と同等の圧力が作用することになる。
【００５１】
ここで、制御圧室４２内の圧力が作用する閉弁受圧面Ａ２の面積は、第１ポート２２０の圧力が作用する開弁受圧面Ａ１の面積よりも大きい。したがって、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２内の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力が、開弁受圧面Ａ１に作用する第１ポート２２０の圧力による推力を上回り、主弁２２は、シート部１３を閉塞する方向に付勢される。このように、コイル６２が非通電状態にあるときには、第１ポート２２０から第２ポート２３０への作動油の流れが遮断される。
【００５２】
一方、コイル６２に電流が供給されると、ソレノイド部６０が発生する推力によってプランジャ３３がサブリターンスプリング３５の付勢力に打ち勝ってコイル６２側へと吸引される。そして、プランジャ３３とともに副弁２７が変位することで、サブポペット弁２７ａはサブシート部２６ｄから離座し、サブポペット弁２７ａとサブシート部２６ｄとの間に隙間が形成される。制御圧室４２内の作動油は、この隙間を通じてスリーブ貫通孔２６ｃ、第１連通路２３ａ、第２連通路２３ｂ及び連通孔１２ｂを通過し第２ポート２３０へと排出される。
【００５３】
第１ポート２２０から制御圧室４２への作動油の流入は、オリフィスとして機能する導入孔４１によって制限されるため、制御圧室４２内の圧力は、制御圧室４２と第２ポート２３０とが連通することによって低下する。そして、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２内の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力と、開弁受圧面Ａ１に作用する第１ポート２２０の圧力による推力と、がバランスするまで主弁２２はシート部１３を開放する方向へと変位する。この結果、作動油は、貫通孔２２ｄと第１シート部１３ａとの間、ポペット弁２２ｂと第２シート部１３ｂとの間及び連通孔１２ｂを通じて、第１ポート２２０から第２ポート２３０へと流れる。
【００５４】
コイル６２に供給される電流が増加されると、サブポペット弁２７ａはサブシート部２６ｄからさらに離れる。この結果、制御圧室４２から第２ポート２３０へと排出される作動油の量が増加し、制御圧室４２内の圧力はさらに低下する。そして、制御圧室４２内の圧力の低下に応じて主弁２２はシート部１３を開放する方向へとさらに移動し、スプール弁２２ａの貫通孔２２ｄが第１シート部１３ａから露出される面積が大きくなる。この結果、第１ポート２２０から第２ポート２３０へと流れる作動油の流量が増加する。
【００５５】
このように、コイル６２に供給される電流を増減し、主弁２２の変位量を制御することによって、第１ポート２２０から第２ポート２３０へと流れる作動油の流量が制御される。
【００５６】
コイル６２への通電が停止されると、プランジャ３３を吸引する推力が消失するため、プランジャ３３は、サブリターンスプリング３５の付勢力によってサブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄに着座する方向へと押圧される。そして、副弁２７のサブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄに着座すると、制御圧室４２内には導入孔４１を通じて第１ポート２２０の作動油が導かれ、制御圧室４２内の圧力は、第１ポート２２０の圧力と同等となるまで上昇する。
【００５７】
制御圧室４２内の圧力が第１ポート２２０の圧力と同等になると、上述のように、開弁受圧面Ａ１に作用する第１ポート２２０の圧力による推力が、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２内の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力を下回る。このため、主弁２２は、シート部１３を閉塞する方向に付勢され、結果として、主弁２２は、シート部１３を閉塞する方向へと変位し、第１ポート２２０から第２ポート２３０への作動油の流れが遮断される。
【００５８】
続いて、圧力補償スリーブ２６による圧力補償作用について説明する。
【００５９】
副弁２７には、スプリング室４４を通じて第１ポート２２０の圧力が作用するとともに、スリーブ貫通孔２６ｃを通じて第２ポート２３０の圧力が作用する。このため、副弁２７をサブシート部２６ｄから離座させるためには、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差が副弁２７を閉弁方向に付勢する力と、サブリターンスプリング３５が副弁２７を閉弁方向に付勢する力と、の合力に打ち勝つだけの磁気吸引力をコイル６２によって発生させなければならない。つまり、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差が大きいほど、副弁２７を駆動させるためには、コイル６２に供給される電流を大きくしなければならない。このように、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差によって副弁２７を駆動させる電流が変化するため、コイル６２に供給される電流に対して、第１ポート２２０から第２ポート２３０へと流れる作動油の流量は不安定となる。
【００６０】
そこで、副弁２７が着座するサブシート部２６ｄを有する圧力補償スリーブ２６の位置を、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差に応じて変化させることによって、副弁２７を開弁させるために必要となる電流を一定とする圧力補償が行われる。
【００６１】
具体的には、圧力補償スリーブ２６の鍔部２６ｂ側には、制御圧室４２を通じて第１ポート２２０の圧力が作用し、摺動部２６ａ側には、第１連通路２３ａを通じて第２ポート２３０の圧力が作用する。ここで、鍔部２６ｂと主弁２２の他端面２２ｆとの間には、ゴム弾性体２８が介装されているため、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差が大きくなるとゴム弾性体２８が圧力補償スリーブ２６の軸方向において圧縮され、サブシート部２６ｄの位置が主弁２２寄りに変位する。
【００６２】
このとき、サブリターンスプリング３５によって閉弁方向に付勢される副弁２７は、サブシート部２６ｄの変位に追従して変位する。副弁２７の着座位置が主弁２２寄りに変位した分だけサブリターンスプリング３５は伸張するので、結果として、副弁２７を閉弁させる方向に作用するサブリターンスプリング３５の付勢力は低下する。
【００６３】
このように、圧力補償スリーブ２６が設けられることによって、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差が大きくなったとしても、その分、サブリターンスプリング３５の付勢力が低下するので、副弁２７を変位させるために必要とされる磁気吸引力が上昇することが抑制される。この結果、コイル６２に供給される電流に対する副弁２７の変位量が安定するため、第１ポート２２０から第２ポート２３０へと流れる作動油の流量を正確に制御することができる。
【００６４】
圧力補償スリーブ２６の変位量は、皿バネによっても変化させることができるが、皿バネは、形状やばね特性が規格化されているため、要求される特性を満たす皿バネの形状に合わせて、主弁２２や圧力補償スリーブ２６の形状を設計しなければならない。また、要求される特性を満たす皿バネの外径が大きくなるとソレノイドバルブ１００の外径も大きくしなければならない。
【００６５】
これに対して第１実施形態では、圧力補償スリーブ２６の変位量が、ゴム弾性体２８の弾性特性によって決定される。ゴム材により形成されるゴム弾性体２８は、皿バネと比較し、形状を自由に設定することができるとともに、材質を変更することによって弾性特性を任意に変化させることができる。このため、主弁２２や圧力補償スリーブ２６の設計を自由に行うことができるため、ソレノイドバルブ１００の設計の自由度を向上させることができる。さらに、ソレノイドバルブ１００の外径が大きくなることを抑制することができる。
【００６６】
以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００６７】
ソレノイドバルブ１００では、圧力補償スリーブ２６の位置を主弁２２に対して変位させるためにゴム弾性体２８が用いられる。ゴム弾性体２８は、形状が自由に設定されるため、主弁２２や圧力補償スリーブ２６の設計を自由に行うことが可能となり、ソレノイドバルブ１００の設計の自由度を向上させることができる。
【００６８】
以下、図２を参照して、上記第１実施形態に係るソレノイドバルブ１００の変形例について説明する。図２は、上記第１実施形態の図１に対応する断面図である。
【００６９】
上記第１実施形態では、圧力補償スリーブ２６の位置を主弁２２に対して変位させるためのゴム弾性体２８が、鍔部２６ｂと主弁２２の他端面２２ｆとの間に１つ介装される。これに代えて、鍔部２６ｂと主弁２２の他端面２２ｆとの間に複数のゴム弾性体２９ａ，２９ｂを設けてもよい。
【００７０】
変形例では、図２に示されるように、第１ゴム弾性体２９ａと第２ゴム弾性体２９ｂとが圧力補償スリーブ２６の軸方向に並んで積層配置される。第１ゴム弾性体２９ａと第２ゴム弾性体２９ｂとは、異なる弾性特性を有する。
【００７１】
このため、例えば、異なる弾性特性を有するゴム弾性体を複数用意しておき、その中から２つのゴム弾性体を組み合わせることによって、ゴム弾性体全体の弾性特性を変更することができる。この結果、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差に対する圧力補償スリーブ２６の変位量を任意に設定することができる。
【００７２】
このように、変形例においても第１実施形態と同様に、圧力補償スリーブ２６の位置を主弁２２に対して変位させるためにゴム弾性体２９ａ，２９ｂが用いられるため、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、ゴム弾性体２９ａ，２９ｂの弾性特性を任意に設定することができる。
【００７３】
なお、第１ゴム弾性体２９ａと第２ゴム弾性体２９ｂとは、一体的に形成されてもよい。また、異なる弾性特性を有する３つ以上のゴム弾性体を積層した構成としてもよい。また、ゴム弾性体の内部の材質を異ならせたり、内部に空間を設けたりすることによって、弾性特性を変化させてもよい。
【００７４】
＜第２実施形態＞
次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態に係るソレノイドバルブ１１０について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。
【００７５】
ソレノイドバルブ１１０の基本的な構成は、第１実施形態に係るソレノイドバルブ１００と同様である。ソレノイドバルブ１１０は、圧力補償スリーブ１２６の位置を主弁２２に対して変位させるためのゴム弾性体１２８が、主弁２２の内部に設けられる点でソレノイドバルブ１００と相違する。
【００７６】
ソレノイドバルブ１１０の主弁２２は、一端が他端面２２ｆに開口する非貫通の収容穴２２ｈと、収容穴２２ｈに固定され、圧力補償スリーブ１２６が挿通する挿通孔１２２ａを有する支持部材１２２と、一端が収容穴２２ｈの内周面に開口し他端が主弁２２の外周面に開口する連通路１２３ｂと、を有する。連通路１２３ｂの他端は、主弁２２が軸方向に変位する範囲において、連通孔１２ｂと常に連通するように配置される。収容穴２２ｈと支持部材１２２とにより主弁２２の内部に区画される収容空間２２ｉには、ゴム弾性体１２８が収容される。
【００７７】
圧力補償スリーブ１２６は、挿通孔１２２ａに摺動自在に挿入される摺動部１２６ａと、軸方向に貫通して形成されるスリーブ貫通孔１２６ｂと、一端がスリーブ貫通孔１２６ｂに接続されるように径方向に貫通して形成されるスリーブ連通孔１２６ｃと、制御圧室４２に臨むスリーブ貫通孔１２６ｂの開口端に形成されるサブシート部１２６ｄと、を有する。スリーブ連通孔１２６ｃは、圧力補償スリーブ１２６が軸方向に変位する範囲において、収容空間２２ｉに常に開口するように配置される。
【００７８】
このため、サブポペット弁２７ａがサブシート部１２６ｄから離座し、サブポペット弁２７ａとサブシート部１２６ｄとの間に隙間が形成されると、制御圧室４２内の作動油は、この隙間を通じてスリーブ貫通孔１２６ｂ、スリーブ連通孔１２６ｃ、収容空間２２ｉ、連通路１２３ｂ及び連通孔１２ｂを通過し第２ポート２３０へと排出される。
【００７９】
圧力補償スリーブ１２６は、さらに、収容空間２２ｉ内において摺動部１２６ａに圧入され、圧力補償スリーブ１２６の先端面１２６ｅに開口するスリーブ貫通孔１２６ｂの開口端を閉塞する鍔部１２５を有する。
【００８０】
鍔部１２５は、摺動部１２６ａよりも外径が大きく形成され、鍔部１２５と収容穴２２ｈの底面との間には、ゴム弾性体１２８が介装される。鍔部１２５には、ゴム弾性体１２８に向けて突出する凸部１２５ａが形成され、ゴム弾性体１２８には、凸部１２５ａが挿入される凹部１２８ａが形成される。鍔部１２５の凸部１２５ａがゴム弾性体１２８の凹部１２８ａに挿入されることによって、ゴム弾性体１２８は、径方向に移動することが規制される。
【００８１】
鍔部１２５は、圧力補償スリーブ１２６とは別の部材として形成される。これに代えて、鍔部１２５と圧力補償スリーブ１２６とは一体的に形成されてもよい。また、鍔部１２５と圧力補償スリーブ１２６との結合は、圧入に限定されず、ネジ結合やボルト結合であってもよい。
【００８２】
ゴム弾性体１２８は、鍔部１２５と収容穴２２ｈの底面との間で挟持されやすいように、円柱状または円盤状に形成される。
【００８３】
ソレノイドバルブ１１０の動作については、主弁２２が開弁する際に制御圧室４２内の作動油がスリーブ貫通孔１２６ｂ、スリーブ連通孔１２６ｃ、収容空間２２ｉ、連通路１２３ｂ及び連通孔１２ｂを通じて第２ポート２３０へと排出される点以外においては、第１実施形態のソレノイドバルブ１００の動作と同じである。このため、その説明を省略する。
【００８４】
続いて、圧力補償スリーブ１２６による圧力補償作用について説明する。
【００８５】
圧力補償スリーブ１２６の制御圧室４２に臨む端面には、制御圧室４２を通じて第１ポート２２０の圧力が作用し、圧力補償スリーブ１２６の収容空間２２ｉに臨む端面及びスリーブ貫通孔１２６ｂ内には、連通路１２３ｂを通じて第２ポート２３０の圧力が作用する。
【００８６】
ここで、収容空間２２ｉに臨む圧力補償スリーブ１２６の先端面１２６ｅと収容穴２２ｈの底面との間には、ゴム弾性体１２８が介装されているため、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差が大きくなるとゴム弾性体１２８が圧力補償スリーブ２６の軸方向において圧縮され、サブシート部１２６ｄの位置が主弁２２寄りに変位する。
【００８７】
このとき、サブリターンスプリング３５によって閉弁方向に付勢される副弁２７は、サブシート部１２６ｄの変位に追従して変位する。副弁２７の着座位置が主弁２２寄りに変位した分だけサブリターンスプリング３５は伸張するので、結果として、副弁２７を閉弁させる方向に作用するサブリターンスプリング３５の付勢力は低下する。
【００８８】
このように、圧力補償スリーブ１２６が設けられることによって、第１ポート２２０の圧力と第２ポート２３０の圧力との圧力差が大きくなったとしても、その分、サブリターンスプリング３５の付勢力が低下するので、副弁２７を変位させるために必要とされる磁気吸引力が上昇することが抑制される。この結果、コイル６２に供給される電流に対する副弁２７の変位量が安定するため、第１ポート２２０から第２ポート２３０へと流れる作動油の流量を正確に制御することができる。
【００８９】
以上の第２実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００９０】
ソレノイドバルブ１１０では、圧力補償スリーブ１２６の位置を主弁２２に対して変位させるためにゴム弾性体１２８が用いられる。ゴム弾性体１２８は、形状が自由に設定されるため、主弁２２や圧力補償スリーブ１２６の設計を自由に行うことが可能となり、ソレノイドバルブ１１０の設計の自由度を向上させることができる。
【００９１】
なお、上記第１実施形態の変形例のように、ゴム弾性体１２８は、異なる弾性特性を有する複数のゴム弾性体を積層することによって形成されてもよい。
【００９２】
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００９３】
第１ポート２２０から第２ポート２３０へ流れる作動油の流量を制御するソレノイドバルブ１００，１１０は、第１ポート２２０と第２ポート２３０との連通開度を変化させる主弁２２と、第１ポート２２０から作動油が導かれ、主弁２２を閉弁方向に付勢する制御圧室４２と、主弁２２に摺動自在に挿入され、制御圧室４２と第２ポート２３０とを連通させるスリーブ貫通孔２６ｃ，１２６ｂが形成される圧力補償スリーブ２６，１２６と、主弁２２と圧力補償スリーブ２６，１２６との間に介装され、圧力補償スリーブ２６，１２６が主弁２２内に進入することにより圧縮され復元力を生じるゴム弾性体２８，１２８と、スリーブ貫通孔２６ｃ，１２６ｂの開度を変化させるために圧力補償スリーブ２６，１２６に対して離着座する副弁２７と、供給される電流に応じて副弁２７を変位させるソレノイド部６０と、を備えることを特徴とする。
【００９４】
また、圧力補償スリーブ２６は、主弁２２に設けられる第１連通路２３ａに摺動自在に挿入される摺動部２６ａと、主弁２２の外部に配置され摺動部２６ａよりも外径が大きい鍔部２６ｂと、を有し、ゴム弾性体２８は、摺動部２６ａが挿通する貫通孔２８ａを有する円筒状に形成され、鍔部２６ｂと主弁２２との間に介装されることを特徴とする。
【００９５】
また、主弁２２は、ゴム弾性体１２８が収容される収容穴２２ｈを有し、圧力補償スリーブ１２６は、収容穴２２ｈ内に臨む先端面１２６ｅを有し、ゴム弾性体１２８は、円柱状に形成され、収容穴２２ｈの底面と先端面１２６ｅとの間に介装されることを特徴とする。
【００９６】
これらの構成では、圧力補償スリーブ２６，１２６の位置を主弁２２に対して変位させるためにゴム弾性体２８，１２８が用いられる。ゴム弾性体２８，１２８は、形状が自由に設定されるため、主弁２２や圧力補償スリーブ２６，１２６の設計を自由に行うことが可能となり、ソレノイドバルブ１００，１１０の設計の自由度を向上させることができる。
【００９７】
また、圧力補償スリーブ２６，１２６の変位量は、皿バネによっても変化させることができるが、皿バネは、形状やばね特性が規格化されているため、要求される特性を満たす皿バネの外径が大きくなるとソレノイドバルブ１００の外径も大きくしなければならない。これに対してゴム弾性体２８，１２８を用いた場合は、形状を自由に設定することができるとともに、材質を変更することによって弾性特性を任意に変化させることができる。このため、ソレノイドバルブ１００の外径が大きくなることを抑制することができる。
【００９８】
また、ゴム弾性体２８，１２８は、弾性特性が異なる複数のゴム材が積層されることによって形成されることを特徴とする。
【００９９】
この構成では、異なる弾性特性を有する複数のゴム材を組み合わせることによってゴム弾性体２８，１２８が形成される。このため、ゴム弾性体２８，１２８の弾性特性を任意に設定することができる。
【０１００】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１０１】
例えば、上記実施形態では、ソレノイドバルブ１００，１１０は、第１ポート２２０から第２ポート２３０への作動油の流れを制御するものであるが、これに限定されず、第２ポート２３０から第１ポート２２０への作動油の流れも制御することが可能な双方向流制御弁であってもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１００，１１０・・・ソレノイドバルブ、２２・・・主弁、２２ｈ・・・収容穴、２６，１２６・・・圧力補償スリーブ、２６ａ・・・摺動部、２６ｂ・・・鍔部、２６ｃ，１２６ｂ・・・スリーブ貫通孔（連通路）、２６ｄ，１２６ｄ・・・サブシート部、２７・・・副弁、２８，１２８・・・ゴム弾性体、２８ａ・・・貫通孔、２９ａ・・・第１ゴム弾性体（ゴム弾性体）、２９ｂ・・・第２ゴム弾性体（ゴム弾性体）、３５・・・サブリターンスプリング、４２・・・制御圧室、６０・・・ソレノイド部、１２６ｅ・・・先端面、２００・・・バルブブロック、２２０・・・第１ポート、２３０・・・第２ポート
【図１】
2017036774.tif 000003
【図２】
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【図３】
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