JP2012067874A - デテント形３位置電磁切替弁 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁切替方式のデテント形３位置切替弁を得る。
【解決手段】流路Ｔ、Ａ、Ｂ、Ｐをストレート、閉止、クロス、に切り替え、位置保持されるスプール３と、該スプール３の両端に連続し前記スプール３を摺動させる左右のスピンドル５，６と、前記左右のスピンドル５，６を摺動させる左右の固定電磁コイル１１，１２と、を備えた３位置電磁切替弁であって、前記スピンドル５，６に固定され、前記固定電磁コイル１１，１２により生ずる電磁力に反発する磁力を有する永久磁石９，１０を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、工作機械の流体回路等に用いられるデテント形切替弁に関するものであり、更に述べると、ストレート、閉止、クロスに切り替えられるデテント形３位置電磁切替弁に関するものである。

従来の液圧回路には、デテント形電磁切替弁が用いられているが、この切替弁は、スプールの位置を保持する際、前記スプールと一体化された軸部の抵抗を利用して位置保持を行うが、スプール保持時には、前記電磁コイルに給電しなくても位置保持できるので、省電力（省エネ化）となるメリットがある。

この切替弁として、２位置切替弁と３位置切替弁が用いられている。前記２位置切替弁には、手動切替方式と電磁切替方式が存在するが、自動制御を行う場合には、２位置電磁切替弁が利用されている。

しかし、デテント形３位置切替弁では、前記手動切替方式は用いられているが、電磁切替方式は採用されていない。その理由は、電磁切替方式は左右どちらかの電磁コイルに電流を流して励磁することでスプールをスライドさせる構造であるため、３位置制御ができない為である。

即ち、右、又は、左の電磁コイルに給電して電磁力を発生させ、該電磁力により磁気吸引してスピンドルを摺動させると、スプールの位置は、ストレート、又は、クロスにすることができる。しかし、スプールを閉止位置にする際に、前記両電磁コイルに給電すると、磁気吸引力は、左右の鉄芯のうち、より電磁コイルに近い方が強くなるので、前記左右の鉄芯は動かなくなる。そのため、スプールを閉止位置に戻すことはできなくなる。

液圧回路を制御する場合、流路を「ストレート」、「閉止」、「クロス」にして、３位置制御することが重要である。特に、前記液圧回路に配設されているアキュムレータの待機時には、流路を「閉止」させる必要があるが、従来例では、手動切替方式を採用しているので、ユニット制御を自動で行うことができない。

この発明は、上記事情に鑑み、電磁切替方式のデテント形３位置切替弁を得ることを目的とする。

この発明は、流路をストレート、閉止、クロス、に切り替えられ、位置保持されるスプールと、該スプールの両端に連続し前記スプールを摺動させる左右のスピンドルと、前記左右のスピンドルを摺動させる左右の固定電磁コイルと、を備えた３位置電磁切替弁であって、前記スピンドルに固定され、前記固定電磁コイルにより生ずる電磁力に反発する磁力を有する磁石を備えていることを特徴とする。

この発明の前記磁石は、永久磁石、又は、可動電磁コイルであることを特徴とする。

この発明は、スピンドルに固定され、前記固定電磁コイルにより生ずる電磁力に反発する磁力を有する磁石を備えているので、前記固定電磁コイルの制御により確実に閉止位置に戻し、位置保持することができる。そのため、電磁切替方式により自動制御可能な、デテント形３位置電磁切替弁を得ることができる。

本発明の第1実施形態を示す縦断面図である。 図1の要部拡大図で、図２（Ａ）はスプールがストレート位置保持時におけるスピンドルの位置、図２（Ｂ）はスプールが閉止位置保持時におけるスピンドルの位置、図２（Ｃ）はスプールがクロス位置保持時に於けるスピンドルの位置、をそれぞれ示す。 スピンドルに嵌着されるばね（スナップリング）の正面図である。

この発明の第1実施形態を図１〜図３により説明する。３位置電磁切替弁１は、流路部１ａと駆動部１ｂとを備えている。前記流路部１ａには、４つの流路（ポート）Ｔ，Ｂ，Ｐ，Ａと、前記流路Ｔ〜Ａを開閉するスプール３が設けられている。

前記駆動部１ｂは、前記流路部１ａの左右に配設された、非磁性体性の筒状体であり、その中空部には、スピンドル５，６が摺動可能に配設されている。このスピンドル５，６の一端部５ａ，６ａは、固定支持板２を貫通して前記スプール３に連結されて一体となっているが、この一端部５ａ，６ａには、小径部ａと、該小径部ａより大径の中径部ｂと、該中径部ｂより大径の大径部ｃが、連続して形成されている（図２参照）。前記一端部５ａ，６ａには、ばね７及びスプリング８が設けられているが、このばね７は、位置保持用ばねで、スピンドル５，６を締め付けて抵抗を与えるスナップリングである（図３参照）。

前記スピンドル５，６には、磁石、例えば、永久磁石９，１０が設けられている。この永久磁石９，１０の外周側には、電磁コイル１１，１２が同心状に配設されているが、この左右の電磁コイル１１，１２は、永久磁石９，１０のスプール3側に配設されている。前記永久磁石９，１０は、前記スピンドル５，６の径より大径に形成され、前記電磁コイル１１，１２により生じる電磁力とは反発する磁力を備えている。前記固定電磁石１１，１２と永久磁石９，１０は、前記スプール３を閉止位置にするための閉止位置自動制御手段、である。

次に、この実施形態の作動について説明する。右の電磁コイル１２に給電して励磁すると、前記永久磁石１０は、前記電磁コイル１２により生ずる電磁力に反発する磁力を備えているため、反力を受け矢印Ａ１０方向に摺動する。そのため、スプール３は、同方向に摺動してストレートの位置となるので、ポートＰ−ＡとポートＴ−Ｂが開かれて連通する（図２（Ａ）参照）。

前記電磁コイル１２に対する給電を停止した後、左の電磁コイル１１に給電して励磁すると、前記永久磁石９は、前記電磁コイル１１により生ずる電磁力に反発する磁力を備えているため、反力を受け矢印Ａ９方向に摺動する。そのため、スプール３は、同方向に摺動してクロスの位置となるので、ポートＰ−ＢとポートＡ−Ｔが開かれて連通する（図２（Ｃ）参照）。

左右の電磁コイル１１，１２に給電して励磁すると、前記永久磁石９，１０は、前記両電磁コイル１１，１２により生ずる電磁力に反発する磁力を備えているため、反力を受け互いに反対方向、即ち、矢印Ａ９、矢印Ａ１０方向に摺動する。そのため、スプール３はバランスし、閉止位置となる（図２（Ｂ）参照）。

本発明において、前記特性を有する永久磁石９，１０を用いることは、前記本発明の効果を得る上で重要である。というのは、永久磁石の代わりに、例えば、通常用いられる「鉄芯」を用いると、前記左右の電磁コイルに給電して同時に電磁力を発生させた場合には、より近い鉄芯の方が磁気吸着力が強いため、左右の鉄芯は動かなくなるので、スプールが閉止位置とならない、という不都合が生じるからである。

これに対し、本発明のように、電磁コイルの電磁力と永久磁石の磁力が、相反発力し合う様な構造であれば、より近い永久磁石ほど電磁コイルから離れようとするため、スプールは、中央（閉止位置）でバランスするようになるのである。

この発明の実施形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、次の様にしてもよい。
（１）永久磁石を用いる代わりに、前記永久磁石の磁力と同様な電磁力を発生する可動電磁コイル、即ち、前記固定電磁コイルにより生じる電磁力に反発する電磁力を生じる可動電磁コイル、を用いてもよい。

（２）３段階のデテント構造として、スピンドルの端部の太さを３段階にし、ばね（スナップリング）で該スピンドルを締め付け、位置保持する代わりに、該スピンドルの太さを一定にし、ばねが引っかかる溝を３本設けるようにしてもよい。この場合は、ばねの代わりに、ボールポイントで押さえつける方法を採用することができる。

１ ３位置電磁切替弁
３ スプール
５ スピンドル
６ スピンドル
９ 永久磁石
１０ 永久磁石
１１ 固定電磁コイル
１２ 固定電磁コイル
Ｃ 中心線

Claims (2)

1. 流路をストレート、閉止、クロス、に切り替え、位置保持されるスプールと、該スプールの両端に連続し前記スプールを摺動させる左右のスピンドルと、前記左右のスピンドルを摺動させる左右の固定電磁コイルと、を備えた３位置電磁切替弁であって、
   前記スピンドルに固定され、前記固定電磁コイルにより生ずる電磁力に反発する磁力を有する磁石を備えていることを特徴とするデテント形３位置電磁切替弁。
2. 前記磁石は、永久磁石、又は、可動電磁コイルであることを特徴とする請求項１記載のデテント形３位置電磁切替弁。
   

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