【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流出方向の切り換
え及び流量の規制を行う電磁制御弁に関し、特に、印加
電流の増減に比例して供給圧力油を減圧して供給する比
例電磁減圧弁等に好適に用いることができる電磁制御弁
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、比例電磁制御弁は、図４
に示すように、比例電磁制御弁２０のブロック３に、ポ
ート位置切替弁４、圧力補償弁１１、シャトル弁Ｓ及び
ポート位置切替弁４を作動せしめる比例電磁減圧弁５
ａ、５ｂとを一体に、バルブアッセンブリとして組み立
てられている。ブロック３は、作動せしめるアクチュエ
ータの数に応じて複数組が接合して設けられるもので、
各々がポンプＰからの作動油の流れを遮断したり、比例
電磁減圧弁５ａ、５ｂによって油圧シリンダ（図示省
略）のポートＡ又はポートＢへの作動油の流れを切り替
えるようにしている。
【０００３】この従来の比例電磁制御弁２０は、常時
は、圧力室９ａ、９ｂが比例電磁減圧弁５ａ、５ｂに組
み込まれたスプール内通路（図示省略）を介してドレン
孔８ａ、８ｂと連通することによりタンク圧に保持さ
れ、スプリング１０の押圧力によって、ポート位置切替
弁４に組み込まれた主スプール２１は中立位置に保持さ
れている。そして、比例電磁減圧弁５ａ、５ｂに電流が
印可された時、印可電流の増減に比例して、圧力油供給
通路７ａ、７ｂから圧力室９ａ、９ｂに流入する油圧力
を調整しスプリング１０の押圧力に抗して主スプール２
１を作動せしめポート位置切替弁４を切り換えるように
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に比例
電磁制御弁２０は主スプール２１とブロック３との摩擦
を少なくし主スプール２１がブロック３に固着すること
を防止してヒステリシスを最少にするためにパルス幅変
調信号（以下、「ＰＷＭ」という。）に微振動（以下、
「ディザ」という。）を付与している。このように、Ｐ
ＷＭの周波数にディザを与えると、主スプール２１に微
振動が生じ、主スプール２１がブロック３に固着するこ
とを防止するようにしている。そして、ＰＷＭの周波数
を下げるとディザによる主スプール２１の振動の振幅が
大となり、摩擦が少なくなりスプールの摺動が良好とな
りその結果ヒステリシス性能が向上する。なお、一般
に、主スプール２１が中立位置にある場合でも、比例電
磁減圧弁２０の励磁電流を０にするのではなく、例え
ば、１００ｍＡ〜２００ｍＡといった微小電流に設定
し、かつこれに周波数６０〜２００Ｈｚ程度のディザを
かけるようにしている。一方、比例電磁制御弁２０によ
り制御する母機の構造物（図示しない）は主スプール２
１よりも当然に質量が大きく共振点が低くＰＷＭの周波
数を下げた場合、ＰＷＭの振動が構造物に発生し機器の
操作上不都合が生じるため、構造物に振動が発生しない
程度にまでＰＷＭの周波数を上げる必要があるが、この
場合、比例電磁制御弁２０自体の性能を左右するヒステ
リシス性能が犠牲になる問題があった。
【０００５】この問題点を解決するための手段として主
スプール２１の共振点をあげてＰＷＭの周波数が高い場
合であっても主スプール２１の振動における振幅が十分
に得られるように圧力室９ｂのスプリング１０のバネ定
数を上げることが考えられるが、バネ定数の変更は母機
の操作フィーリングや流量設定等さまざまな設定を変更
する必要があり実施は困難であった。
【０００６】また、比例制御を伴わない通常のＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御の電磁弁の場合にも、主スプール２１の材質が
鉄製（代表的には、Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ−Ｇ４０５１機械
構造用炭素鋼）の場合、主スプールの質量が大きいため
応答性能が悪い等の問題があった。
【０００７】本発明は、上記従来の電磁制御弁が有する
問題点に鑑み、母機の構造物に対する振動を抑え、比例
電磁制御弁ヒステリシス性能を向上させることができる
等、応答性能の良好な電磁制御弁を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電磁制御弁は、流出方向の切り換え及び流
量の規制を行う電磁制御弁において、主スプールを軽金
属製とし、該主スプールの表面に硬化処理を施したこと
を特徴とする。
【０００９】この電磁制御弁は、主スプールを軽金属製
としたから、従来の主スプールに利用されていた材質で
ある鉄製との比較で、質量を１／３程度に軽量化するこ
とができ、応答性能の良好な電磁制御弁とすることがで
きる。また、主スプールの表面に硬化処理を施すことに
より、ブロックに形成されたスプール挿入孔内を摺動す
ることによって消耗しやすい主スプールの寿命を大幅に
延ばすことができる。そして、特に、ＰＷＭ方式によっ
てディザを付与せしめ主スプールに微振動を与えつつ流
出方向の切り換え並びに流量を規制を行う比例電磁制御
弁においては、高いＰＷＭ周波数においてもスプールの
振動に十分な振幅を得ることができ、良好なヒステリシ
ス性能を発揮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電磁制御弁の実施
の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３に、本発
明を比例電磁制御弁に適用した一実施例を示す。この比
例電磁制御弁１は、主スプール２の材質を軽金属製（具
体的には、鉄の比重７．８に対しその比重が２．７のア
ルミニウム又はその合金が好ましい。）としたもので、
これにより、主スプール２は、質量で約１／３となり、
共振点は約１．７倍となる。
【００１１】そして、このことは、従来と同様のヒステ
リシス性能で十分な場合にはＰＷＭ周波数を約１．７倍
高く設定することができるとともに、比例制御を伴わな
い通常のＯＮ／ＯＦＦ制御の電磁弁の場合には応答時間
が約１／３に短縮されることを意味している。
【００１２】素材をアルミニウムとした場合、鉄よりも
比重が小さくその重量が１／３程度になり比例電磁制御
弁自体のヒステリシス性能や応答性は各段に向上する
が、素材そのものの硬度が低いのに対し、一方、主スプ
ール２を挿入するブロック３はその材質が鋳物である場
合が多く、主スプール２はブロック３のスプール挿入孔
と作動時の摺動によって摩耗することによって、比例電
磁制御弁の性能低下に直結することとなる。
【００１３】このため、主スプール２の表面には、硬化
処理、具体的には、めっき処理を施すようにしている。
めっき処理には、亜鉛めっき、クロムめっき、ニッケル
めっき等が考えられるが、材質としてアルミニウムを用
いる場合には、可能なめっき処理方法は、アルマイト処
理と無電解ニッケルめっき処理に限られ、比例電磁制御
弁１に使用される主スプール２はその外径精度が高く求
められ、めっき処理時の厚みを指定することができると
ともに、耐食性、耐摩耗性に優れた無電解ニッケルめっ
き処理を採用することが好ましい。
【００１４】この無電解ニッケルめっき処理には種々の
方法が提案されているが、例えば、めっき液中の次亜燐
酸陰イオンが周期律表の第８族金属にある特定条件で接
触することにより、その金属が触媒となって脱水素分解
が生じそれにより生成した水素原子が触媒金属表面に吸
着され活性化し、これがめっき液中のニッケル陽イオン
に接触することによりニッケルを金属に還元して触媒金
属表面に析出するとともに、触媒金属表面の活性化した
水素原子が液中の次亜燐酸陰イオンと反応してその含有
するリンを還元してニッケルと合金を作り、この析出し
たニッケルが触媒となって前と同様なニッケルの還元め
っき反応が継続して進行する「カニゼンめっき法」によ
るときは、４００℃以上で熱処理することにより、硬質
クロムめっきよりも良好な耐摩耗性を有する硬化層を形
成することができる。
【００１５】上記構成において、従来の比例電磁制御弁
と同様、比例電磁制御弁１は、ブロック３にポート位置
切替弁４と圧力補償弁１１とシャトル弁Ｓ並びにポート
位置切替弁４を作動せしめる比例電磁減圧弁５ａ、５ｂ
とを一体に、バルブアッセンブリとして組み立てられ、
ブロック３は、作動せしめるアクチュエータの数に応じ
複数組が接合して設けられるもので（図３に示す実施例
では３連）、各々がポンプＰからの作動油の流れを遮断
したり、比例電磁減圧弁５ａ、５ｂによって油圧シリン
ダ（図示省略）のポートＡ又はポートＢへの作動油の流
れを切り替えるようにしている。
【００１６】以上、本発明の電磁制御弁について、比例
電磁制御弁の実施例に基づいて説明したが、本発明は上
記実施例に記載した構成に限定されるものでなく、その
趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更する
ことができるものである。そして、例えば、ＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御の電磁弁を組み込んだ電磁制御弁の場合もポンプ
Ｐからの作動油の流れを遮断したり切り替えることによ
りアクチュエータを動作せしめる点は同様であり、本発
明の電磁制御弁は、このような各種形式の電磁制御弁を
排除するものでない。
【００１７】
【発明の効果】本発明の電磁制御弁によれば、主スプー
ルを軽金属製としたから、従来の主スプールに利用され
ていた材質である鉄製との比較で、質量を１／３程度に
軽量化することができ、応答性能の良好な、高性能の電
磁制御弁を提供することができる。また、主スプールの
表面に硬化処理を施すことにより、ブロックに形成され
たスプール挿入孔内を摺動することによって消耗しやす
い主スプールの寿命を大幅に延ばすことができる。そし
て、特に、ＰＷＭ方式によってディザを付与せしめ主ス
プールに微振動を与えつつ流出方向の切り換え並びに流
量を規制を行う比例電磁制御弁においては、高いＰＷＭ
周波数においてもスプールの振動に十分な振幅を得るこ
とができ、良好なヒステリシス性能を発揮することがで
きる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic control valve for switching an outflow direction and regulating a flow rate, and more particularly, to a supply pressure oil proportional to an increase or decrease of an applied current. The present invention relates to an electromagnetic control valve that can be suitably used for a proportional electromagnetic pressure reducing valve that supplies a reduced pressure. 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a proportional electromagnetic control valve is shown in FIG.
As shown in the figure, the block 3 of the proportional electromagnetic control valve 20 includes a proportional electromagnetic pressure reducing valve 5 for operating the port position switching valve 4, the pressure compensating valve 11, the shuttle valve S, and the port position switching valve 4.
a and 5b are integrally assembled as a valve assembly. The block 3 is provided by joining a plurality of sets according to the number of actuators to be operated.
Each block shuts off the flow of the hydraulic oil from the pump P, and switches the flow of the hydraulic oil to the port A or the port B of the hydraulic cylinder (not shown) by the proportional electromagnetic pressure reducing valves 5a and 5b. In the conventional proportional electromagnetic control valve 20, normally, pressure chambers 9a and 9b are communicated with drain holes 8a and 8b via a passage in a spool (not shown) incorporated in the proportional electromagnetic pressure reducing valves 5a and 5b. As a result, the main spool 21 incorporated in the port position switching valve 4 is held at the neutral position by the pressing force of the spring 10. Then, when a current is applied to the proportional electromagnetic pressure reducing valves 5a, 5b, the oil pressure flowing into the pressure chambers 9a, 9b from the pressure oil supply passages 7a, 7b is adjusted in proportion to the increase / decrease of the applied current, and the spring 10 Main spool 2 against the pressing force
1, the port position switching valve 4 is switched. [0004] Generally, the proportional solenoid control valve 20 minimizes the friction between the main spool 21 and the block 3 to prevent the main spool 21 from sticking to the block 3 to minimize the hysteresis. In order to make the pulse width modulation signal (hereinafter referred to as “PWM”) fine vibration (hereinafter referred to as “PWM”),
It is called "dither". ). Thus, P
When dither is applied to the frequency of the WM, a slight vibration is generated in the main spool 21 to prevent the main spool 21 from sticking to the block 3. When the frequency of the PWM is reduced, the amplitude of vibration of the main spool 21 due to dither increases, the friction decreases, the spool slides well, and as a result, the hysteresis performance improves. In general, even when the main spool 21 is at the neutral position, the exciting current of the proportional electromagnetic pressure reducing valve 20 is not set to 0, but is set to, for example, a very small current of 100 mA to 200 mA, and the frequency is set to 60 to 200 Hz. I try to apply some dither. On the other hand, the structure (not shown) of the mother machine controlled by the proportional electromagnetic control valve 20 is a main spool 2
If the frequency of the PWM is lowered because the mass is large and the resonance point is low, the vibration of the PWM is generated in the structure, which causes inconvenience in the operation of the equipment. It is necessary to increase the frequency, but in this case, there is a problem that the hysteresis performance which affects the performance of the proportional electromagnetic control valve 20 itself is sacrificed. As a means for solving this problem, the resonance point of the main spool 21 is raised so that the amplitude of the vibration of the main spool 21 can be sufficiently obtained even when the PWM frequency is high. Although it is conceivable to increase the spring constant of the spring 10, it is difficult to change the spring constant because it is necessary to change various settings such as the operation feeling of the mother machine and the flow rate setting. In addition, ordinary ON / O without proportional control
Also in the case of the FF control solenoid valve, when the material of the main spool 21 is made of iron (typically, S45C (JIS-G4051 carbon steel for machine structure), the response performance is poor due to the large mass of the main spool. [0007] In view of the above problems of the conventional electromagnetic control valve, the present invention suppresses the vibration of the structure of the base unit and improves the response performance of the proportional electromagnetic control valve, such as improving the hysteresis performance. SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, an electromagnetic control valve according to the present invention is provided with a switching of an outflow direction and a restriction of a flow rate. The main spool is made of light metal, and the surface of the main spool is hardened, and the main spool is made of light metal. Therefore, the weight can be reduced to about 1/3 as compared with iron, which is a material used for the conventional main spool, and an electromagnetic control valve having good response performance can be obtained. In addition, by performing a hardening process on the surface of the main spool, the life of the main spool, which is easily consumed by sliding in the spool insertion hole formed in the block, can be greatly extended. In a proportional solenoid control valve that switches diversion direction and regulates the flow rate while giving a dither by giving a fine vibration to the main spool, a sufficient amplitude for the vibration of the spool can be obtained even at a high PWM frequency. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an electromagnetic control valve according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show an embodiment in which the present invention is applied to a proportional solenoid control valve, in which the main spool 2 is made of a light metal (specifically, iron). Aluminum or an alloy thereof having a specific gravity of 2.7 with respect to a specific gravity of 7.8 is preferable.)
As a result, the main spool 2 becomes approximately 1/3 in mass,
The resonance point becomes about 1.7 times. This means that if the same hysteresis performance as in the prior art is sufficient, the PWM frequency can be set to be about 1.7 times higher and the electromagnetic power of the normal ON / OFF control without proportional control can be set. In the case of a valve, this means that the response time is reduced to about 1/3. When aluminum is used as the material, the specific gravity is smaller than iron, the weight is reduced to about 1/3, and the hysteresis performance and responsiveness of the proportional electromagnetic control valve itself are improved in each step, but the hardness of the material itself is low. On the other hand, on the other hand, the block 3 into which the main spool 2 is inserted is often made of cast material, and the main spool 2 is worn by the sliding of the block 3 into the spool insertion hole at the time of operation. This directly leads to a reduction in valve performance. For this reason, the surface of the main spool 2 is subjected to a hardening process, specifically, a plating process.
The plating process can be zinc plating, chromium plating, nickel plating, etc., but when using aluminum as a material, the available plating methods are limited to alumite treatment and electroless nickel plating. The outer diameter of the main spool 2 used for the valve 1 is required to be high, and the thickness at the time of plating can be specified. In addition, it is possible to adopt electroless nickel plating which is excellent in corrosion resistance and wear resistance. preferable. Various methods have been proposed for this electroless nickel plating treatment. For example, a hypophosphite anion in a plating solution is brought into contact with a Group 8 metal of the periodic table under specific conditions. The metal acts as a catalyst to cause dehydrogenation decomposition, and the resulting hydrogen atoms are adsorbed and activated on the surface of the catalyst metal, which contacts nickel cations in the plating solution to reduce nickel to the metal, resulting in a catalyst. While being precipitated on the metal surface, the activated hydrogen atoms on the catalyst metal surface react with hypophosphite anions in the solution to reduce the phosphorus contained therein to form an alloy with nickel, and this deposited nickel forms a catalyst with the catalyst. When the “Kanigen plating method”, in which the same nickel reduction plating reaction continues as before, the heat treatment is performed at 400 ° C. or higher to reduce the hard chromium plating. It is possible to form a cured layer with good wear resistance. In the above configuration, like the conventional proportional electromagnetic control valve, the proportional electromagnetic control valve 1 includes a block 3 which controls the port position switching valve 4, the pressure compensating valve 11, the shuttle valve S, and the port position switching valve 4 to operate. Electromagnetic pressure reducing valves 5a, 5b
Are assembled together as a valve assembly,
The block 3 is provided with a plurality of sets joined to each other in accordance with the number of actuators to be operated (three in the embodiment shown in FIG. 3), each of which blocks the flow of hydraulic oil from the pump P, The flow of hydraulic oil to port A or port B of a hydraulic cylinder (not shown) is switched by the pressure reducing valves 5a and 5b. Although the electromagnetic control valve of the present invention has been described based on the embodiment of the proportional electromagnetic control valve, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment and does not depart from the gist thereof. The configuration can be appropriately changed within the range. And, for example, ON / OF
In the case of an electromagnetic control valve incorporating an F-control electromagnetic valve, the point that the actuator is operated by shutting off or switching the flow of hydraulic oil from the pump P is the same, and the electromagnetic control valve of the present invention has such a feature. It does not exclude various types of electromagnetic control valves. According to the electromagnetic control valve of the present invention, since the main spool is made of light metal, the mass is reduced to 1/3 of that of iron which is a material used for the conventional main spool. It is possible to provide a high-performance electromagnetic control valve that can be lightened to a certain extent and has good response performance. Further, by performing the hardening treatment on the surface of the main spool, the life of the main spool, which is easily consumed by sliding in the spool insertion hole formed in the block, can be greatly extended. In particular, in a proportional solenoid control valve which switches diversion direction and regulates flow rate while applying dither by the PWM method and giving micro vibration to the main spool, high PWM is required.
Even at a frequency, a sufficient amplitude for the vibration of the spool can be obtained, and good hysteresis performance can be exhibited.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁制御弁の一実施例を示す断面図で
ある。
【図２】同磁制御弁の油圧回路図である。
【図３】同バルブアッセンブリを示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。
【図４】従来の比例電磁制御弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 比例電磁制御弁
２ 主スプール
３ ブロック
５ａ 比例電磁減圧弁
５ｂ 比例電磁減圧弁BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of an electromagnetic control valve of the present invention. FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of the magnetic control valve. 3A and 3B show the valve assembly, wherein FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view. FIG. 4 is a sectional view showing a conventional proportional electromagnetic control valve. [Description of Signs] 1 proportional electromagnetic control valve 2 main spool 3 block 5a proportional electromagnetic pressure reducing valve 5b proportional electromagnetic pressure reducing valve