控制閥的制作方法

專利名稱：控制閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在流體的容量控制、例如動力傳遞裝置等的容量控制中使用的控
制閥。本發明尤其涉及在容量控制中改善作用于閥芯的流體壓力的不平衡引起的控制不良 問題、或控制閥動作時的滑動阻力引起的動作不良、或伴隨閥芯的快速動作而產生的彈簧 單元等的延遲的控制閥。
背景技術：
作為本發明的相關技術，已知有控制閥。這種控制閥的結構如圖8所示(例如參 照日本特許公開2004-197858號公報(專利文獻l))。該壓力控制閥例如是用于設在自動 變速器的控制系統等的線路中的切換離合器的壓力控制、切換制動器的壓力控制、線路的 壓力控制的三通閥。 下面對該在先的壓力控制閥的結構進行說明。圖8中，壓力控制閥100由閥主體 101和螺線管150構成。構成閥主體101外框的主體102在內部形成有連通室103。該連 通室103形成有從外部連通的各輸入端口 105、輸出端口 106和排出端口 107。而且，連通 室103被隔板110分隔為與輸入端口 105連通的第一連通室103A、與輸出端口 106連通的 第二連通室103B。在隔板110的中心形成有第一閥孔周面IIOA。在該第一閥孔周面110A 的第一連通室103A側形成有第一閥座面IIOB。另外，在第一閥孔周面110A的第二連通室 103B側形成有沿著周面在軸向上不貫穿的多個通路槽IIOC。在第一閥芯120的第一閥面 120A從第一閥座面IIOB離開而開閥時，上述通路槽110C與第一閥芯120中間的縮頸部分 配合而構成供工作流體流動的流體通路。 另外，在主體102的第一連通室103A與排出端口 107之間形成有第一壓力室108。 在該第一壓力室108的周面上形成有第一滑動周面108A。在該第一滑動周面108A上設有 安裝第一密封環Sl的第一環狀槽。另外，主體102形成有與第二連通室103B連通的第二 壓力室109。在該第二壓力室109的周面上形成有第二滑動周面109A。在該第二滑動周面 109A上設有安裝第二密封環S2的第二環狀槽。 另外，配置有第一閥芯120，該第一閥芯120設有與主體102的第一滑動周面108A 和隔板110的第一閥孔周面IIOA移動自如地嵌合的外周面120C。在該第一閥芯120的軸 心設有與第一壓力室108和第二壓力室109連通的連通路120D。另外，該第一閥芯120被 配置在第一壓力室108內的第一彈簧140A彈性地朝第二閥芯125側按壓。另外，第一閥芯 120在中間部設有第一閥面120A，并且在前端部設有第二閥面120B。另外，在第一閥芯120 與第二閥芯125之間配置有第二彈簧140B，利用第二彈簧140B將第一閥芯120和第二閥芯 125朝相反的方向彈性按壓。 另外，配置有第二閥芯125，該第二閥芯125與主體102的第二滑動周面109A移 動自如地嵌合。第二閥芯125形成為圓筒狀，在一端部的內部周面設有錐面的第二閥座面 125A。另外，在第二閥芯125的另一端部沿著周面形成設有多個通路125C的嵌合連接孔， 在該嵌合連接孔內結合著螺線管桿151的一端。螺線管桿151的兩端側滑動自如地被第一軸承154A和第二軸承154B引導。而且，根據流過螺線管150的電流的大小使螺線管桿151動作，使第二閥芯125的第二閥座面125A與第二閥面120B開閉閥。 這樣構成的壓力控制閥100的動作是利用第一彈簧140A的彈性使第一閥芯120的第一閥面120A在第一閥座面IIOB上閉閥。而且，從輸入端口 105流入的工作流體通過上述第一閥面120A的閉閥而被切斷。另外，螺線管150動作時，第一閥芯120的第二閥面120B與第二閥芯125的第二閥座面125A接合而閉閥，并且，第一閥芯120的第一閥面120A從第一閥座面IIOB脫離而開閥。通過該第一閥面120A的開閥，從輸入端口 105流入的工作流體朝第二連通室103B側流出。另外，在圖8所示的開閉閥狀態下，第一閥芯120和第二閥芯125開閥，因此，工作流體從輸出端口 106朝排出端口 107流出。
而且，在壓力控制閥100中，第一閥芯120的外周面120C與第一滑動周面108A —邊滑動一邊開閉閥，并且，設于該滑動面間的第一密封環S1與外周面120C在強烈摩擦的狀態下滑動。因此，第一閥芯120開閉閥動作時的滑動阻力變大。特別地，在工作流體的壓力較高時，第一密封環Sl因該壓力而沿徑向被拉長，成為彈性變形狀態，因此， 一邊與緊密接觸的第一閥芯120強烈摩擦一邊滑動。因此，第一閥芯120的滑動阻力變大，壓力比例控制閥100的開閉閥響應性能下降。 另外，第一閥芯120的外周面120C與第一滑動周面108A相對滑動。由于工作流體進入該滑動面間，因此工作流體所含的雜質有時會介于該滑動面間。而且，力隨著變位的位置而發生變化的第一彈簧140A所按壓的第一閥芯120的動作會產生響應的延遲。而且，還可能會因該第一閥芯120被單側的面按壓而在滑動面間產生粘著現象(所謂的液力粘著)。其結果是，壓力比例控制閥100的動作特性發生變化，使得工作流體的壓力與流量間的關系的滯后現象增大。另外，使第一閥芯120同時沿第一周動周面108A和第一閥孔周面110A的分離的兩個軸心進行滑動的結構，會使組裝和加工成本高漲。 另外，作為本發明的相關技術，存在如圖9所示的螺線管閥(例如參照日本特許公開2002-295708號公報(專利文獻2))。圖9是閥部210和螺線管230形成為一體的結構。該閥部210在閥套211的內部設有貫穿孔211A。該閥套211的貫穿孔211A被第一閥座212、第二閥座213、螺桿214分隔，形成為流入室215A、壓力控制室215B和流出室215C。該流入室215A與流入端口 215Al連通。另外，壓力控制室215B與壓力控制端口 215B1連通。并且，流出室215C與流出端口 215Cl連通。 另外，在流入室215A內配設有第一閥芯216A。該第一閥芯216A被彈簧219彈性地按壓而與第一閥座212的第一閥座面212A分離、接觸，構成第一提升閥。該第一提升閥利用螺線管230和彈簧219的作用力進行開閉，從而開閉流入室215A與壓力控制室215B的通路。另外，第二閥芯216B被配設在壓力控制室215B內。而且，第一閥芯216A和第二閥芯216B通過連結部216C結合，整體構成為連結閥芯216。該第二閥芯216B與第二閥座213的第二閥座面213A分離、接觸，構成第二提升閥。該第二提升閥利用螺線管230和彈簧219的作用力進行開閉，從而開閉壓力控制室215B與流出室215C的通路。
這樣構成的閥部210進行與上述壓力控制閥100同樣的動作。而且，對應于流過螺線管230的電流的大小使第一提升閥和第二提升閥開閉，對工作流體進行控制。另一方面，由于從流入端口 215A1流入流入室215A的工作流體的壓力是由泵壓送的，因此工作流體有時會產生變動(脈動)。該從流入端口 215A1流入的脈動壓力作用于第一閥芯216A的彈簧219側的背面216A1,因此，有時會使連結閥芯216以脈動狀態移動。因此，第一提升閥
和第二提升閥對應于變動壓力而擅自開閉閥，有時很難準確控制工作流體。 專利文獻1 :日本特許公開2004-197858號公報 專利文獻2 :日本特許公開2002-295708號公報 發明的公開 發明所要解決的技術問題 本發明是鑒于上述技術問題而完成的，其所要解決的問題在于減小閥芯的滑動阻力，提高閥芯的與動作力相對應的開閉閥的響應能力。同時，本發明所要解決的問題在于減小控制閥的滯后現象。另外，本發明所要解決的問題在于，即使工作流體為高壓，也能減小閥芯的滑動阻力，提高閥芯的開閉響應能力。除此之外，本發明所要解決的問題還在于降低控制閥的加工、零件的組裝成本。
解決技術問題所采用的技術方案 本發明是為解決如上所述的技術問題而完成的，其技術性解決方案如下構成。 S卩，本發明的控制閥是對控制壓力的流體的流量進行控制的控制閥，包括主體，
該主體具有將內部的閥空間室分隔成第一閥室和第二閥室的分隔部，在上述分隔部具有朝
上述第一閥室和上述第二閥室貫穿的孔的孔形成面，并且在上述孔形成面的第一閥室側具
有第一閥座面；供給端口 ，該供給端口貫穿至上述主體的上述第一閥室，讓供給壓力的流體
流過；輸出端口 ，該輸出端口貫穿至上述主體的上述第二閥室，讓控制壓力的流體流過；排
出端口 ，該排出端口貫穿至上述主體的上述第一閥室，讓排出壓力的流體流過；彈性伸縮自
如的圓筒狀的第一感壓彈簧裝置，該第一感壓彈簧裝置配置于上述第一閥室內，一端周部
具有以包圍上述排出端口的狀態與主體連結的連結部，并且在內周面內具有與上述排出端
口連通的第一連通孔；閥芯，該閥芯的一端部與上述第一感壓彈簧裝置的自由端周部連結，
上述閥芯具有第二連通孔、本體部、第一提升閥的一個第一閥部面、第二閥部面，上述第二
連通孔設于上述閥芯的內部并與上述第一連通孔連通，在上述本體部與上述孔形成面之間
形成第一流通路，上述第一 閥部面與上述第一 閥座面分離、接觸而使上述第一流通路開閉，
上述第二閥部面形成于第二閥部，該第二閥部在上述本體部的一端側配置于上述第二閥
室；閥座體，該閥座體具有與上述閥芯的上述第二閥部面分離、接觸而使上述第二閥室與上
述第二連通孔之間開閉的第二提升閥的一個第二閥座面，并且具有能與上述第二連通孔連
通的第二內部通孔；彈性伸縮自如的圓筒狀的第二感壓彈簧裝置，該第二感壓彈簧裝置配
置于上述第二閥室內，一端周部與主體連結，并且自由端周部以包圍上述第二內部通孔的
狀態與上述閥座體連結，上述第二感壓彈簧裝置在內周面內具有能與上述第二內部通孔連
通的第一內部通孔；以及螺線管部，該螺線管部使與上述閥座體連結的螺線管桿對應于上
述電流的大小朝上述閥座體側移動，上述第一感壓彈簧裝置的第一有效受壓面積、上述第
二感壓彈簧裝置的第二有效受壓面積、上述第一閥座面與上述第一閥部面接合的內徑面的
第一受壓面積、上述第二閥座面與上述第二閥部面接合的內徑面的第二受壓面積的各受壓
面積形成為大致相等。 根據這種結構的控制閥，第一感壓彈簧裝置的第一有效受壓面積、第二感壓彈簧裝置的第二有效受壓面積、第一閥座面與第一閥部面接合的內徑面的第一受壓面積、第二閥座面與第二閥部面接合的內徑面的第二受壓面積的各受壓面積形成為大致相等，因此，
5在各提升閥動作時，從流入的壓力流體受到的不平衡的力全部被抵消。也就是說，即使由壓力泵等產生的變動壓力的流體流入第一閥室，由于該流體的變動壓力由大致相同的受壓面積來承受，因此受到的力變得相同，相反的力被抵消。即使變動壓力作用于第一提升閥和第一提升閥，也能利用與電流的大小相應地通過螺線管部進行移動的螺線管桿來控制第一提升閥和第一提升閥的開度，因此，能可靠地進行容量控制。另外，閥芯、第一感壓彈簧裝置、第二感壓彈簧裝置和閥座體可在動作中在不與其它面相對滑動的情況下進行動作，因此，即使從供給流體或控制設備流入的流體中所含的附著物發生附著，也不會因附著物而使滑動面產生動作不良，可利用提升閥使控制壓力的流體以準確的流量流動，進行容量控制。
另外，也不會出現第一提升閥和第二提升閥的閥面和閥座面因流體的變動壓力而反復抵接(脈動)的情況，因此，還能防止該閥面磨損。另外，第一感壓彈簧裝置和第二感壓彈簧裝置同時包括彈簧單元和工作流體的流通路，因此，控制閥的構造變得簡單。該構造簡化的控制閥在動作中的故障產生率幾乎為零，因此，可提高耐久能力。另外，該構造簡化的控制閥可大幅度降低制作成本，因此也可應用于切換閥等，用途變廣。 較為理想的是，在本發明的控制閥中，上述閥芯的一端部與上述第一感壓彈簧裝置的自由端周部的上述連結部通過在上述閥芯和上述第一感壓彈簧裝置中一方的端部形成階梯形嵌合部，并將該嵌合部的外周面與上述閥芯和上述第一感壓彈簧裝置中另一方的嵌合內表面嵌合連接而結合。更具體而言，上述閥芯的一端部與上述第一感壓彈簧裝置的自由端周部的上述連結部通過在閥芯的一端部形成階梯形嵌合部，將上述嵌合部的外周面與上述第一感壓彈簧裝置的上述第一連通孔的嵌合內表面嵌合連接，或者在設于上述閥芯一端部的內周部嵌合連接上述第一感壓彈簧裝置的上述自由端的安裝外周部，進行結合。
根據這種結構的控制閥，控制閥的閥芯的一端部與第一感壓彈簧裝置的自由端周部間的連結部采用兩零件的卡合構造，因此，即使第一感壓彈簧裝置和閥芯不被引導零件保持，也能有效防止最容易產生金屬疲勞的連結部在動作中損傷。另外，可使感壓彈簧裝置與閥芯或閥座體的結合變得容易。 另外，較為理想的是，本發明的控制閥中，設于上述主體的大致中心的上述排出端口、上述第一感壓彈簧裝置的上述第一連通孔、設于上述閥芯的大致軸心的上述第二連通孔大致一直線排列。 根據這種結構的控制閥，在將閥芯的第一閥部和第二閥部連結的本體部與閥孔面之間形成有流通路，因此，可利用流經本體部的流體將本體部穩定地保持于閥孔面的軸心。因此，即使閥芯沒有引導零件，也能使第一閥部面與第一閥座面可靠地接合。而且，閥芯的第一受壓面積和第一感壓彈簧裝置的第一有效受壓面積形成為大致相同的面積，因此，即使動作壓力作用于閥芯和第一感壓彈簧裝置，相對的力也會彼此抵消。因此，閥芯不會受到不必要的外力，可使閥芯的開閉按照設定的控制狀態進行動作。


圖1是本發明的實施例1所涉及的控制閥的全剖視圖。
圖2是表示圖1的第一動作狀態的控制閥的全剖視圖。
圖3是表示圖1的第二動作狀態的控制閥的全剖視圖。
圖4是本發明的實施例2所涉及的控制閥的主要部分剖視圖。
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圖5是圖4的閥部周圍的主要部分放大圖。 圖6是圖4的分隔部的零件剖視圖。 圖7是圖6的分隔部的俯視圖。 圖8是本發明之前的控制閥的全剖視圖。 圖9是本發明之前的其他控制閥的全剖視圖。
具體實施例方式
下面，根據附圖來詳細說明本發明的實施例的控制閥。 圖1是表示本發明的實施例1的控制閥1的剖視圖。圖1中，控制閥1為容量(閥的開口量)控制。該控制閥1將控制閥部1A和螺線管部1B結合形成為一體。該控制閥部1A的外框是主體2。在該主體2的內部設有軸向較長的閥空間室3。該閥空間室3被分隔部2A分割，藉此，在分隔部2A的一側形成第一閥室3A，并在另一側形成第二閥室3B。另外，分隔部2A的在軸心處貫穿至第一閥室3A和第二閥室3B的孔的周面形成有閥孔面2B。另外，在該閥孔面2B的第一閥室3A側的端部形成有第一閥座面2B1。而且，主體2用鐵、黃銅、銅、鋁、不銹鋼等金屬、工業塑料、特殊樹脂等合成樹脂材進行制作。
另外，主體2形成有從外周面貫穿至第一閥室3A的供給端口 4A、從第一閥室3A朝軸向的外側貫穿的排出端口4C。供給端口 4A沿周向設有多個。從主體2的外周面貫穿至第二閥室3B的輸出端口 4B沿著外周面設有多個。在主體2的第二閥室3B的螺線管部1B側的另一端部，設有沿軸向貫穿的螺線管桿36用的貫穿孔6。在主體2的另一端部設有安裝螺線管部1B的安裝面5。供給壓力Ps的流體流入供給端口 4A。控制壓力Pc的流體流出或流入輸出端口 4B。并且，排出端口 4C使排出壓力Pd的流體排出。
閥芯10在圓筒狀的本體部10C的端部形成有第一閥部10A和第二閥部IOB，在組裝到閥孔面2B內時，例如在設于第一閥部IOA端部的嵌合孔內嵌合本體部10C的端部外周面，進行連結。閥芯10用例如黃銅、銅、鋁、不銹鋼等金屬、或者合成樹脂材等進行制作。另外，在閥孔面2B內動配合地嵌合配置閥芯10的本體部IOC。該本體部10C與閥孔面2B動配合地嵌合而形成的間隙成為第一流通路3C。而且，閥芯IO為開閉閥而上下移動，但由于本體部10C與閥孔面2B之間形成空間而不接觸，因此不伴隨滑動阻力。另外，本體部10C由于不滑動，因此即使附著有附著物，也不會引起動作不良。 下面，詳細說明閥芯10。閥芯IO在第一閥室3A側配置有與本體部IOC形成一體的第一閥部IOA。該第一閥部IOA形成有朝著本體部IOC形成為錐形的第一閥部面IOAI。該閥芯10的第一閥部面10A1在錐面移動到閥孔面2B內時與第一閥座面2B1接合而閉閥，在朝著從第一閥座面2B1離開的方向移動時開閥。也就是說，第一閥部面IOAI和第一閥座面2B1最好構成為圓筒面不嵌合的第一提升閥Bl。下面，提升閥中，閥部面以微小的寬度接觸閥座面，因此，可在開閉閥時不伴隨滑動阻力。另外，該第一閥部面IOAI與第一閥座面2B1接合的內徑部分的截面積成為受到工作流體壓力的第一受壓面積Al。而且，第一閥部面10A1從第一閥座面2B1開閥時，供給壓力Ps的流體從第一閥室3A流經第一流通路3C朝第二閥室3B供給。并且，在第二閥室3B內配置有本體部10C另一端部的第二閥部IOB。該第二閥部10B也設有朝著前端形成錐面的第二閥部面IOBI。另外，在該閥芯10的內部形成有從第一閥部IOA朝第二閥部10B貫穿的第二連通孔(下面記作第二連通路)11。
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另外，配置于第一閥室3A內的第一感壓彈簧裝置(下面記作第一感壓裝置)20形成為截面呈波浪形的圓筒狀波紋管，在內部設有第一連通孔(下面記作第一連通路)11A。該第一感壓裝置20中，受到供給壓力Ps的面積(有效直徑的全周面積)為第一有效受壓面積S1。另外，第一感壓裝置20的彈性彈簧單元是壓縮彈簧，彈簧力為F1。該第一感壓裝置20的圓筒狀的自由端周部以第二連通路11為軸心與第一閥部10A —端部的階梯形嵌合部密封地嵌合連接，構成連結部，并且，另一端周部以排出端口 4C為中心與主體2連結(圖1中省略了連結部的詳細圖示)。第一感壓裝置20與第一閥部10A的嵌合連接也可采用這樣的方式在第一感壓裝置20的自由端部側形成階梯形嵌合部，在該階梯形嵌合部嵌合連接第一閥部10A的端部。該第一閥部10 —端部的外徑與所結合的第一感壓裝置20的外徑也可形成為大致相同的尺寸。也就是說，該第一感壓裝置20的第一連通路IIA與閥芯10的第二連通路11連通，并且也與排氣端口 4C連通。另外，利用第一感壓裝置20的彈簧力Fl將閥芯10彈性地朝螺線管部1B的方向按壓。而且，第一連通路11A中，在第二閥部面10Bl從閥座體15的第二閥座面15A離開而開閥時，第二閥室3B與排氣端口4C經由第二連通路11和第一連通路11A連通。閥芯10的第一閥部10A與第一感壓裝置20的自由端周部間的連結部也可在設于閥芯一端部的內周部嵌合連接第一感壓裝置的自由端周部的安裝外周部，進行結合。 另外，閥座體15形成為有底圓筒部。另外，閥座體15若通過零件與螺線管桿36連結，則也可以是圓筒部。設于該閥座體15內周的一端側的角部的第二閥座面15A與第二閥部10B的第二閥部面10B1分離、接觸，從而開閉閥。該第二閥部面10B1和第二閥座面15A構成以小接合寬度接合而開閉的第二提升閥B2。該第二閥部面IOBI與第二閥座面15A接合的內徑部的截面中受到控制壓力Pc的流體的面積為第二受壓面積A2。本實施例1中，第一受壓面積A1與第二受壓面積A2形成為大致相等。大致相等是指，若在±6%的范圍內，則可起到大致相同的作用效果。而且，將閥座體15的底部15B與螺線管桿36的圖示下端部結合或接合，通過螺線管部1B的動作使第二閥座面15A和第二閥部面10B1分離、接觸，構成提升閥B2。 另外，在底部15B設有多個第二內部通路12，第二提升閥B2開閥時，可將流體從第二內部通路12導入下述的第二感壓彈簧裝置25(下面記作第二感壓裝置)的第一內部通路IIB。同時，第二內部通路12可使第一內部通路11B、第二連通路11、第一連通路11A和排出端口 4C始終連通。而且，流入第一內部通路11B的流體作用于第二感壓裝置25內和與其連通的螺線管部1B內的各零件，使壓力平衡，以避免流體的壓力只作用于一方的面(流體也從第一內部通路11B流入螺線管部1B的內部)。上述第一感壓裝置20具有彈簧單元的功能，并具有在第二提升閥B2開閥時與第二閥室3B連通而可讓控制壓力Pc的流體流過的第一連通路11A的功能。因此，在使閥芯10移動時，第一感壓裝置20只是彈性伸縮，不存在嵌合面，因而可使滑動摩擦阻力成為零。 另外，在第二閥室3B內的閥座體15的底部15B與主體2之間配置有第二感壓裝置25。該第二感壓裝置25的截面呈波浪形，形成為圓筒狀的波紋管形，并且在內部形成有貫穿的第一內部通路IIB。該第二感壓裝置25在螺線管桿36朝圖示的下方移動時成為拉伸彈簧。該第二感壓裝置25的彈簧力為F2(參照圖3)。該第二感壓裝置25的圓筒狀的自由端周部形成為嵌合內表面，與以包圍底部15B的第二內部通路12的狀態形成的階梯嵌
8合部緊密地嵌合連接，構成連結部(圖1中省略詳細圖示)，另一端周部以包圍螺線管桿36 的狀態與主體2連結。而且，在螺線管部IB不動作時，第二感壓裝置25的彈簧力F2使閥 座體15從閥芯10離開而開閥。該第二感壓裝置25具有作為拉伸彈簧單元的功能，并具有 在第二提升閥B2開閥時第二閥室3B與第一內部通路11B通過第二內部通路12連通、可讓 控制壓力Pc的流體流過的功能。因此，在使閥座體15移動時，第二感壓裝置25只是彈性 伸縮，不存在嵌合零件，因而可使滑動摩擦阻力成為零。 如上所述，螺線管部1B與控制閥部1A的安裝面5連結。由于該螺線管部1B是將 以往已知的結構應用于控制閥部1A的動作，因此簡單地進行說明。螺線管部1B在內部設有 可動芯31，并且，可動芯31結合有螺線管桿36。另外，在可動芯31的相對的位置上設有固 定芯32。而且，在可動芯31和固定芯32的外周圍配置有電磁線圈33，構成電磁回路。對 該電磁線圈33通電時，對應該電流的大小而在電磁回路中產生的磁力將可動芯31朝固定 芯32吸引。該可動芯31被吸引時，與可動芯31形成一體的螺線管桿36與可動芯31 —起 前進而使第二感壓裝置25伸展，并按壓閥座體15。同時，在閥座體15移動時，閥座體15與 閥芯10閉閥并朝圖示下方移動，使第一閥部面10A1從第一閥座面2B1脫離而開閥。此時， 第一感壓裝置20被磁力F的力壓縮。 接著，根據圖1、圖2和圖3來說明上述控制閥1的動作狀態。圖2所示的控制閥 1只是動作狀態不同，如相同的符號所示，與圖1的控制閥1結構相同。圖2是未對螺線管 部1B通電時控制閥部1A的動作狀態。該圖2的第一提升閥Bl和第二提升閥B2的開閉閥 的動作狀態如圖2所示。也就是說，在可動芯31與固定芯32之間彼此不存在磁力作用， 可動芯31與固定芯32成為分離狀態。同時，第一閥座體15通過第二感壓裝置25的第二 彈簧力F2的拉拽力的作用而朝螺線管部1B側移動。另外，第二閥座面15A從第二閥部面 10Bl分離而開閥。由該第二閥部面10Bl和第二閥座面15A形成的第二提升閥B2成為開閥 狀態，因此，流體從第二閥室3B朝第二連通路11流動。另外，在第二提升閥B2開閥時，例 如可將未圖示的自動變速器的液壓制動器用的控制壓力Pc的流體，從第二閥室3B經由第 二連通路11和第一連通路IIA朝排出端口 4C排出。也就是說，朝螺線管部1B供給的電流 停止時，可使控制壓力Pc下降。另外，在第二提升閥B2成為開閥狀態時，第一內部通路11B 內通過第二內部通路12而成為與第二閥室3B內相同的壓力狀態。另外，第一受壓面積A1、 第二受壓面積A2、第一有效受壓面積Sl、第二有效受壓面積S2構成為相同面積，因此從工 作流體受到的彼此的力被抵消。另外，第一提升閥Bl閉閥后，閥芯10無法朝閥座體15側 移動，因此，通過第二感壓裝置25的第二彈簧力F2的作用，第二閥座面15A從第二閥部面 10B1離開而使第二提升閥B2開閥。 在第二提升閥B2開閥的同時，閥芯10被第一感壓裝置20的第一彈簧力Fl按壓， 第一閥部面10A1與第一閥座面2B1接合。然后，由第一閥部面10A1和第一閥座面2B1形 成的第一提升閥Bl閉閥。因此，從供給端口 4A供給來的供給壓力Ps的流體被第一提升閥 Bl切斷，停止朝第二閥室3B流入。 圖3所示的控制閥1與圖1的控制閥1只是動作不同，如相同的符號所示，結構相 同。而且，圖3是對螺線管部1B施加比圖1所示的控制閥1的動作狀態大的電流的情況。 這種情況下，第一提升閥Bl和第二提升閥B2的開閉閥的動作狀態如圖3所示。也就是說， 在可動芯31與固定芯32之間彼此存在大的磁場(力)作用，因此，可動芯31與固定芯32處于彼此最大限度地靠近的狀態。另外，與可動芯31連結的螺線管桿36使第二感壓裝置 25的第二彈簧力F2伸展，并使閥座體15朝閥芯10側移動。然后，第二閥座面15A與第二 閥部面10B1接合，使第二提升閥B2成為閉閥狀態。因此，第二閥室3B與第二連通路11的 流體流動被切斷，流過輸出端口 4B的控制壓力Pc的流體無法朝排出端口 4C側流出。
同時，第一提升閥B1開閥，因此，從供給端口 4A供給來的供給壓力Ps的流體流經 第一閥座面2B1與第一閥部面10A1之間的第一流通路3C，朝第二閥室3B流入。另外，使輸 出端口 4B側(例如液壓制動器的)控制壓力Pc的流量增大。該第一閥室3A內的閥芯10 中，將第一受壓面積和第二受壓面積、第一受壓面積A1和第一有效受壓面積S1形成為大致 相等，因此，來自供給壓力Ps的流體的變動壓力引起的不平衡的力被抵消，即使從液壓泵 供給來的供給壓力Ps的流體產生變動，也能有效防止供給壓力Ps使閥芯10產生變動，因 此，可對應于螺線管桿36的行程，使第一提升閥B1的開閉開度按照設定進行開閉(閥的開 口量控制)。另外，閥芯10的各開閉閥為提升閥形式，而且，本體部10C與閥孔面2B空開間 隙地動配合，開閉閥時與閥孔面2B不相對滑動，因此，不伴隨滑動阻力，即使附著物附著于 本體部IOC，也不會產生動作不良的情況。另外，第一感壓裝置20為截面呈波浪形的圓筒 形波紋管形，是在內周面側和外周面側有工作流體流動的空間，因此，不是像以往那樣與相 對滑動零件相對滑動的結構。其結果是，雖然從壓縮機等供給來的供給壓力Ps的流體中有 時會含有固狀物或磨損粉等微粉末，但即使該微粉末附著于閥芯10，也不會引起滑動阻力。 因此，可防止閥芯10因流體中的微粉末而產生動作不良。另外，第一感壓裝置20的第一有 效受壓面積Sl和第二感壓裝置25的第二有效受壓面積S2、第一提升閥Bl的第一受壓面積 和第二提升閥B2的第二受壓面積是大致相同的面積，因此，不會產生因作用流體而引起的 不必要的力，利用第一感壓裝置20與第二感壓裝置25的各彈簧力Fl、 F2及螺線管桿的磁 力F的平衡力，能按設定的力來開閉閥芯10。 圖1是圖2所示的控制閥1和圖3所示的控制閥1的動作狀態的中間動作狀態。 該圖1的控制閥1的動作狀態表示在流過螺線管部1B的電流比圖3所示的控制閥1的動作 狀態小、而且被控制的電流朝螺線管部1B流動的狀態下閥芯10的開閉閥的一種形態。這 種情況下，在第二提升閥B2閉閥的動作狀態下，第一提升閥Bl對應于流過螺線管部1B的 電流，閥芯10進行開閉動作。另外，第二提升閥B2只借助螺線管部1B的磁力F引起的螺 線管桿36的移動、第一感壓裝置20的第一彈簧力Fl和第二感壓裝置25的第二彈簧力F2 的力來進行開閉，對控制壓力Pc的流體的流量進行控制。也就是說，第一感壓裝置20的第 一有效受壓面積Sl和第二感壓裝置25的第二有效受壓面積S2、第一閥部10A (第一提升閥 Bl)的第一受壓面積A1和第二閥部10B(第二提升閥B1)的第二受壓面積A2分別形成為相 同的面積，因此，即使流體的各壓力Ps、Pc作用于上述各受壓面積Sl、S2、Al、A2，其相反的 力也會被抵消。另外，受磁力F控制的可動芯31與固定芯32的距離被控制，因此，與可動 芯31形成一體的螺線管桿36也可在被控制的狀態下移動。與該螺線管桿36連結的閥座 體15的第二閥座面15A使第二感壓裝置25彈性地伸縮，并與閥芯10的第二閥部面10B1 接合成閉閥，在此狀態下，對第一提升閥B1開閉的開度進行控制。也就是說，該閥芯10的 跟隨動作可在不受供給壓力Ps的變動影響的情況下對第一閥座面2B1與第一閥部面10A1 之間的開閉閥的開度進行控制。通過該第一提升閥B1的受到控制的開閉，從第一閥室3A 朝第二閥室3B流動的供給壓力Ps的流體可進行容量比例控制。
上述控制閥1使螺線管部IB的螺線管桿36對應于電流的大小進行動作，第一感 壓裝置20和第二感壓裝置25的彈簧力配合地控制第一提升閥Bl和第二提升閥B2的開閉 度(開口量)，對應于該閥的開閉度使控制壓力Pc的流體流過，進行容量控制。此時，使控 制閥1的第一提升閥Bl和第二提升閥B2動作的結構中，SI = S2 = Al = A2，因此，第一提 升閥Bl和第二提升閥B2不會受到流體壓力引起的不平衡的力。因此，可只借助螺線管部 IB的磁力F使螺線管桿36按照設定進行移動，對第一提升閥Bl和第二提升閥B2的開閉度
進行控制。另外，F是螺線管部IB的磁力；Fl是第一感壓裝置20的第一彈簧力；F2是第二感壓裝置25的第二彈簧力；SI是第一感壓裝置20的第一有效受壓面積；S2是第二感壓裝置25的第二有效受壓面積；Al是第一提升閥Bl的閉閥接合的內徑面的第-一受壓面積；A2是第二提升閥B2的閉閥接合的內徑面的第」二受壓面積；Ps是供給壓力；Pc是控制壓力；而且，各受壓面積構成為SI = S2 = Al = A2。以往的控制閥的壓力比例控制中，若在閥芯動作時引起滑動阻力，則很難按照設定進行容量控制。但是，在本發明的控制閥1中，在閥芯10、第一感壓裝置20、第二感壓裝 置25和閥座體15動作時，沒有相對滑動的滑動部，因此，不引起滑動(摩擦)阻力。也就 是說，閥芯10與閥孔面2B空開空間地嵌合，因此，本體部10C的外周面不相對滑動。另外， 第一提升閥Bl和第二提升閥B2的閥面是在線接觸的狀態下抵接的窄寬度的接觸。因此， 第一提升閥Bl和第二提升閥B2采用的是不引起摩擦阻力的結構。而且，第一提升閥Bl和 第二提升閥B2沒有嵌合地滑動的面，因此，也不存在因粉末附著于滑動面間而使滑動阻力 增大的情況。另外，第一感壓裝置20和第二感壓裝置25為波紋管或隔膜形式，沿軸向彈性 伸縮而與閥芯IO—起跟隨動作，并且內周側和外周側成為流體流動的空間，因此，在彈性 變位時不需要被引導的面。因此，即使流體中含有附著物，由于閥芯10只被第一感壓裝置 20支撐，因而也能防止因附著物而引起動作不良問題。 另外，在控制閥1的開閉閥中，流體作用于閥芯10的壓力狀態是，由于第一感壓裝 置20的第一有效受壓面積Sl、第一提升閥Bl的接合內徑面的第一受壓面積Al、第二提升 閥B2的接合內徑面的第二受壓面積A2、第二感壓裝置25的第二有效受壓面積S2形成為相 同的面積，因此從供給壓力Ps受到的作用于閥芯10的力在動作方向上彼此抵消。因此，不 對閥芯10產生來自供給壓力Ps的推力。因此，閥芯10可在不會因供給壓力Ps的流體而 受到不必要的力的情況下進行動作。因此，可利用與流過螺線管部1B的電流對應的磁力F 使第一提升閥B1和第二提升閥B2開閉，進行容量控制。 下面，圖4是將本發明實施例2的控制閥1中的螺線管部1B的一部分剖切的剖視 圖。圖5是圖4的閥芯10附近的放大圖。圖6是圖5的分隔部2A的詳細剖視圖。圖7是 從圖6的分隔部2A的圖示下表面觀察的仰視圖。下面參照圖4、圖5、圖6、圖7進行說明。上述控制閥1中，螺線管部IB與圖1中的螺線管部IB結構大致相同，因此省略其說明。另 外，圖4的控制閥部1A變更了圖1的零件的一部分，但與圖1中的控制閥部1A結構相同。 下面，對圖1的控制閥1的變更零件說明。如圖4所示，在第二感壓裝置25的內部配置有 第三彈簧22。該第三彈簧22并不是必須的構件，其是為了使對閥座體15的彈性按壓力變 得可靠、或為了在振動等產生時避免擺動而設置的。另外，在組裝上，主體2從螺線管部1B 側依次分割為第一主體部分、第二主體部分和第三主體部分，并且第一主體部分、第二主體 部分和第三主體部分彼此在端部設有螺紋部。另外，第一主體部分、第二主體部分和第三主 體部分通過將彼此的螺紋部旋緊而組裝成一體。該主體2設有貫穿至第一閥室3A的供給 端口4A。另外，設有貫穿至第二閥室3B的輸出端口4B。 圖4或圖5中的不銹鋼制的分隔部2A呈如圖6和圖7所示的形狀。另外，使分隔 部2A外周的嵌合面2A1與主體2的第一主體部分的閥空間室3的內周面嵌合連接。另外， 在使第一主體部分的陰螺紋與第二主體部分的陽螺紋相互旋緊而結合時，在其間夾持分隔 部2A并固定。在分隔部2A的內部設有閥孔面2B。在該閥孔面2B的圖示上部形成有第一 閥座面2B1。另外，如圖7所示，分隔部2A的與第一閥座面2B相反的一側(圖示下部側) 沿周向4等分(不局限于4等分，一個以上即可)地形成有通路槽3C1、3C1、3C1、3C1。而 且，該通路槽3C1成為由第一閥座面2B1和第一閥部面10A1形成的提升閥Bl彼此開閥時 使吸入壓力Ps的流體像第一流線Ql那樣流動的流體通路。另外，閥孔面2B的圖示下側形 成為朝下側依次變大的周面，朝著下側依次形成為第一連續閥孔面和第二連續閥孔面。
接著，對閥座體15的結構進行說明。如圖5所示，閥座體15由呈環狀的第一閥座 體15X、呈有底圓筒體的第二閥座體15Y構成。第一閥座體15X的外周面形成為截面呈圓弧 狀(圖5)或角狀(圖6)。另外，第一閥座體15X與分隔部2A的第二連續閥孔面空開較小 的間隙動配合。另外，第一閥座體15X的內周面形成為嵌合連接周面，并且，在該嵌合連接 周面的閥芯10側的端部形成有第二閥座面15A。另外，在第二閥座體15Y的圖示上方設有 底部，并且，在該底部圍繞螺線管桿36設有4等分(不局限于4等分，形成多個即可)地貫 穿的第二內部通路12。另外，如吸入壓力Ps的流體的第二流線Q2所示，可利用第二內部通 路12使通路槽3C1與第二感壓裝置25內的第一內部通路IIB連通。另外，在該第二閥座 體15Y的底部的軸心設有嵌合連接孔，并且，在該嵌合連接孔內嵌合連接螺線管桿36的端 部，使其與第二閥座體15Y連結。另外，在第二閥座體15Y的內部設有供不銹鋼制的第三彈 簧22落座的彈簧座。另外，使第二閥座體15Y上端部側的外周面與第一閥座體15X的嵌合 連接周面結合。另外，第二閥座體15Y下端部的面與第二感壓裝置25的自由端周部密封地 牢固連結。另外，第二感壓裝置25的另一端周部與第三主體部分的端部面密封地連結。另 外，第二感壓裝置25內周面內的第一內部通路11A和第二內部通路12整體作為連通路朝 排氣端口 4C連通。 閥芯10是第一閥部10A與第二閥部10B的結合體。并且，在插入分隔部2A的閥 孔面2B內后使與第一閥部10A形成一體的本體部10C與第二閥部10B的嵌合孔結合而構 成結合體。另外，閥芯10形成有朝著第一感壓裝置20設有錐面的第一閥部面10A1的第一 閥部10A、第二閥部10B的相同方向的錐面的第二閥部面IOBI(與圖1反向)。另外，第一 閥部10A —端部的內周部與第一感壓裝置20的自由端周部的外周安裝部(帶凸緣圓筒部) 密封地嵌合，構成為連結部。另外，螺線管桿36經由設于外周安裝部和第一閥部10A的第二連通路11與第二閥座體15的底部連結。另外，在第三主體部分的端部將放出閥2C旋緊、 結合。在該放出閥2C的中心設有排出端口4C。另外，放出閥2C在其徑向上也設有排出端 口 4C，以便也能從第二感壓裝置25內的外周側排出。另外，在放出閥2C的上端部以包圍排 出端口 4C的狀態設有第三彈簧22用的彈簧座。通過將該放出閥2C和第三主體部分彼此 的卡合螺紋螺合，可調整第三彈簧的力。 如上所述，圖4和圖5的控制閥1與圖3所示的控制閥1為相同的動作狀態。該 控制閥1的與實施例1對應的動作狀態與圖1或圖2所示的開閉閥狀態相同。但是，相對 于圖3，圖4和圖5所示的閥座體15安裝于第二感壓裝置25，配置在圖示的下側。并且，閥 芯10安裝于第一感壓裝置20，配置在圖示的上部。這點上，圖4與圖3不同。圖4所示的 控制閥1是朝螺線管部1B的電流被切斷、或有少量的電流流過螺線管部1B時的情況。此 時，第一提升閥B1處于開閥的動作狀態，第二提升閥B處于閉閥的狀態。另外，第一閥室3A 內的流體流過通路槽3C1而流入第二閥室3B，并且朝輸出端口 4B流出(繼而從輸出端口 4B流入控制設備)。另外，在朝螺線管部1B流動的電流增大時，在第二提升閥B2閉閥的狀 態下閥座體15被按壓，因此，第二感壓裝置25被彈性壓縮。然后，控制閥l成為與圖l所 示相同的閉閥狀態。在此狀態下，第一閥室3A內的工作流體和第二閥室3B內的工作流體 均不流動。也就是說，輸出端口4B側的控制設備的控制壓力Pc的流體成為停止狀態。另 外，在增大朝螺線管部1B流動的電流時，第一提升閥B1成為閉閥狀態，因此，閥芯10的移 動被停止。另一方面，螺線管桿36繼續朝圖示的下方移動，因此，第二提升閥B2開閥。而 且，第二感壓裝置25最大限度地彈性壓縮。此時，閥芯10的開閉閥狀態成為與圖2所示的 狀態相同，因此，流體像圖5所示的第二流線Q2那樣流動而朝排氣端口 4C排出。
上述控制閥1中，第一感壓裝置20的第一有效受壓面積S1、第二感壓裝置25的第 二有效受壓面積S2、第一提升閥B1的第一受壓面積A1、第二提升閥B2的第二受壓面積A2 也形成為大致相同的面積。因此，在流體作用于第一提升閥和第二提升閥B2時，從流體受 到的不平衡的力彼此抵消。 另外，受壓面積的關系為SI = S2 = Al = A2 ; F是螺線管部1B的磁力。另外，圖4中，下述的符號與圖3相同。 Sl是第一感壓裝置20的第一有效受壓面積； S2是第二感壓裝置25的第二有效受壓面積； Al是第一提升閥Bl的閉閥接合的內徑面的第一受壓面積； A2是第二提升閥B2的閉閥接合的內徑面的第二受壓面積。 而且，在實施例2的控制閥1中，通過構成為SI = S2 = Al = A2，在控制閥1內從
流體壓力受到的不平衡的力被抵消，可產生與實施例1的控制閥1相同的作用效果。
另外，圖4中，使第一提升閥Bl和第二提升閥B2動作，可使從供給端口 4A供給來 的供給壓力Ps的流體朝第一輸出端口 (相當于圖4的輸出端口)4B和第二輸出端口 (相當 于圖4的排出端口 )4C切換流動，可作為方向切換閥使用。另外，作為方向切換閥，也可使 流體從端口 (第一輸出端口)4B輸入，并朝端口 (供給端口)4A和端口 (第二輸出端口)4C 輸出。在所有情況下，均構成為SI = S2 = Al = A2，因此，與實施例1的控制閥1 一樣，即 使流體壓力作用于第一提升閥B1和第二提升閥B2，也不會受到流體壓力引起的不平衡的 力，因而可按照設定進行流量的切換。
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工業上的應用領域 如上所述，本發明的控制閥可準確控制朝車輛的液壓系統、各種動力傳遞裝置等 的液壓+空氣壓力系統供給的流體的流量，很有用。另外，本發明的控制閥廉價而且沒有誤 動作，很有用。
權利要求
一種控制閥，對控制壓力的流體的流量進行控制，其特征在于，包括主體，該主體具有將內部的閥空間室分隔成第一閥室和第二閥室的分隔部，在所述分隔部具有朝所述第一閥室和所述第二閥室貫穿的孔的孔形成面，并且在所述孔形成面的第一閥室側具有第一閥座面；供給端口，該供給端口貫穿至所述主體的所述第一閥室，讓供給壓力的流體流過；輸出端口，該輸出端口貫穿至所述主體的所述第二閥室，讓控制壓力的流體流過；排出端口，該排出端口貫穿至所述主體的所述第一閥室，讓排出壓力的流體流過；彈性伸縮自如的圓筒狀的第一感壓彈簧裝置，該第一感壓彈簧裝置配置于所述第一閥室內，一端周部具有以包圍所述排出端口的狀態與主體連結的連結部，并且在內周面內具有與所述排出端口連通的第一連通孔；閥芯，該閥芯的一端部與所述第一感壓彈簧裝置的自由端周部連結，所述閥芯具有第二連通孔、本體部、第一提升閥的一個第一閥部面、第二閥部面，所述第二連通孔設于所述閥芯的內部并與所述第一連通孔連通，在所述本體部與所述孔形成面之間形成第一流通路，所述第一閥部面與所述第一閥座面分離、接觸而使所述第一流通路開閉，所述第二閥部面形成于第二閥部，該第二閥部在所述本體部的一端側配置于所述第二閥室；閥座體，該閥座體具有與所述閥芯的所述第二閥部面分離、接觸而使所述第二閥室與所述第二連通孔之間開閉的第二提升閥的一個第二閥座面，并且具有能與所述第二連通孔連通的第二內部通孔；彈性伸縮自如的圓筒狀的第二感壓彈簧裝置，該第二感壓彈簧裝置配置于所述第二閥室內，一端周部與主體連結，并且自由端周部以包圍所述第二內部通孔的狀態與所述閥座體連結，所述第二感壓彈簧裝置在內周面內具有能與所述第二內部通孔連通的第一內部通孔；以及螺線管部，該螺線管部使與所述閥座體連結的螺線管桿對應于所述電流的大小朝所述閥座體側移動，所述第一感壓彈簧裝置的第一有效受壓面積、所述第二感壓彈簧裝置的第二有效受壓面積、所述第一閥座面與所述第一閥部面接合的內徑面的第一受壓面積、所述第二閥座面與所述第二閥部面接合的內徑面的第二受壓面積的各受壓面積形成為大致相等。
2. 如權利要求1所述的控制閥，其特征在于，所述閥芯的一端部與所述第一感壓彈簧 裝置的自由端周部的所述連結部，通過在所述閥芯和所述第一感壓彈簧裝置中一方的端部 形成階梯形嵌合部，并將該嵌合部的外周面與所述閥芯和所述第一感壓彈簧裝置中另一方 的嵌合內表面嵌合連接而結合。
3. 如權利要求1或2所述的控制閥，其特征在于，設于所述主體的大致中心的所述排出 端口、所述第一感壓彈簧裝置的所述第一連通孔、設于所述閥芯的大致軸心的所述第二連 通孔大致一直線排列。
全文摘要
本發明提供一種不受工作流體的壓力影響、可按照設定進行容量控制的控制閥。本發明的控制閥利用使螺線管桿對應于電流的大小進行移動的螺線管部，使第一提升閥和第二提升閥開閉，其中，構成第一提升閥和第二提升閥的第一感壓彈簧裝置的第一有效受壓面積、第二感壓彈簧裝置的第二有效受壓面積、第一閥座面與第一閥部面的接合部分內側的第一受壓面積、第二閥座面與第二閥部面的接合部分內側的第二受壓面積形成為大致相等。
文檔編號F16K31/06GK101784828SQ20088010422
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月22日 優先權日2007年8月23日
發明者岡本英司 申請人:伊格爾工業股份有限公司