JP2021113572A

JP2021113572A - 切換弁

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Publication number: JP2021113572A
Application number: JP2020005703A
Authority: JP
Inventors: 圭祐伊藤; Keisuke Ito; 清辰夏目; Kiyotatsu Natsume
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-08-05
Anticipated expiration: 2040-01-17
Also published as: JP7379180B2

Abstract

【課題】高温環境下での熱の影響を受けてしまうことを抑制できる切換弁を提供すること。【解決手段】ケース６０とボディ１１との間には、ボディ１１の周囲を通過する空冷流路６３が形成されている。ベース部材５０には、供給流路５１から分岐されて供給流路５１を流れる流体の一部が流れるとともに空冷流路６３に流体を供給する空冷供給ポート５４と、空冷流路６３を通過した流体を大気へ排出するための空冷排出ポート５５と、が形成されている。供給流路５１を流れる流体の一部は、空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に常に供給され、空冷流路６３を通過して空冷排出ポート５５を介して外部へ排出される。よって、電磁弁１０の内部には、流体が常に空冷流路６３内を流れるため、電磁弁１０全体が空冷流路６３内を流れる流体によって冷却される。【選択図】図１

Description

本発明は、切換弁に関する。

例えば特許文献１には、切換弁の一種として、弁体をソレノイドによって移動させる電磁弁が開示されている。このような切換弁は、供給ポート、出力ポート、及び排出ポートが少なくとも形成されたボディを備えている。ボディには、供給ポート、出力ポート、及び排出ポートにそれぞれ連通する弁孔が形成されている。弁体は、弁孔に往復動可能に収容されている。そして、弁体は、ソレノイドによって、供給ポートと出力ポートとの連通を許容し、且つ出力ポートと排出ポートとの連通を遮断する第１切換状態と、供給ポートと出力ポートとの連通を遮断し、且つ出力ポートと排出ポートとの連通を許容する第２切換状態と、に切り換え可能である。

特開２０１１−１３３０７２号公報

ところで、出力ポートから出力される流体は、例えば、配管等を介して流体圧機器に供給されるが、切換弁を流体圧機器に極力近付けることにより、配管を短くすることができるため、出力ポートから出力される流体を流体圧機器に早く供給することができ、流体圧機器の応答時間を早くすることができる。しかしながら、例えば、流体圧機器の使用環境が高温環境下である場合、切換弁を流体圧機器に近付けるほど、切換弁が高温環境下での熱の影響を受けてしまう虞がある。なお、例えば、パイロット流体のパイロット圧によって弁体を移動させる切換弁であっても、同様な問題が起こり得る。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高温環境下での熱の影響を受けてしまうことを抑制できる切換弁を提供することにある。

上記課題を解決する切換弁は、供給ポート、出力ポート、及び排出ポートが少なくとも形成されたボディと、前記ボディに形成されるとともに前記供給ポート、前記出力ポート、及び前記排出ポートにそれぞれ連通する弁孔と、前記弁孔に往復動可能に収容される弁体と、を備えている切換弁であって、前記供給ポートに連通する供給流路、前記出力ポートに連通する出力流路、及び前記排出ポートに連通する排出流路が形成されるとともに前記ボディが載置されるベース部材と、前記ボディを囲った状態で前記ベース部材に取り付けられるケースと、を備え、前記ケースと前記ボディとの間には、前記ボディの周囲を通過する空冷流路が形成されており、前記ベース部材には、前記供給流路から分岐されて前記供給流路を流れる流体の一部が流れるとともに前記空冷流路に前記流体を供給する空冷供給ポートと、前記空冷流路を通過した流体を大気へ排出するための空冷排出ポートと、が形成されている。

上記切換弁において、前記空冷供給ポートを介して前記空冷流路に供給される流体の流量を調整するための絞りを備えているとよい。
上記切換弁において、前記空冷排出ポートは、前記排出ポートとは別に大気に開放されているとよい。

上記切換弁において、前記絞りは、可変絞りであるとよい。
上記切換弁において、前記空冷排出ポートは、前記排出ポートとは別に大気に開放されており、前記絞りは、前記空冷排出ポートの少なくとも一部を形成する固定絞りであるとよい。

この発明によれば、高温環境下での熱の影響を受けてしまうことを抑制できる。

実施形態における電磁弁を示す断面図。電磁弁の一部を拡大して示す断面図。電磁弁の一部を拡大して示す断面図。別の実施形態における電磁弁を示す断面図。

以下、切換弁を電磁弁に具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、電磁弁１０は、ボディ１１を備えている。ボディ１１は、長四角ブロック状の弁ボディ１２と、弁ボディ１２の長手方向の一端側の端部に連結される有底長四角筒状のハウジング１３と、を有している。弁ボディ１２及びハウジング１３は、例えば、合成樹脂材料製である。よって、弁ボディ１２及びハウジング１３は非磁性材製である。

図２に示すように、弁ボディ１２には、供給ポート１４、出力ポート１５、及び排出ポート１６が形成されている。したがって、ボディ１１には、供給ポート１４、出力ポート１５、及び排出ポート１６が少なくとも形成されている。供給ポート１４、出力ポート１５、及び排出ポート１６は、弁ボディ１２の軸線方向において、この順に並んで弁ボディ１２に形成されている。供給ポート１４は、弁ボディ１２の軸線方向において、出力ポート１５よりもハウジング１３とは反対側に位置している。排出ポート１６は、弁ボディ１２の軸線方向において、出力ポート１５よりもハウジング１３側に位置している。本実施形態の電磁弁１０は、３ポート電磁弁である。

弁ボディ１２には、円孔状の弁孔１７が形成されている。弁孔１７は、供給ポート１４、出力ポート１５、及び排出ポート１６にそれぞれ連通している。弁孔１７は、孔径がそれぞれ異なる第１孔１７ａ、第２孔１７ｂ、第３孔１７ｃ、及び第４孔１７ｄを有している。第１孔１７ａ、第２孔１７ｂ、第３孔１７ｃ、及び第４孔１７ｄは、弁ボディ１２におけるハウジング１３とは反対側の端面からハウジング１３に向けてこの順で配置されるとともに弁ボディ１２の軸線方向にそれぞれ延びている。第２孔１７ｂは、第１孔１７ａよりも孔径が小さい。第３孔１７ｃは、第２孔１７ｂよりも孔径が小さい。第４孔１７ｄは、第２孔１７ｂ及び第３孔１７ｃよりも孔径が大きく、且つ第１孔１７ａよりも孔径が小さい。

第１孔１７ａと第２孔１７ｂとは、弁ボディ１２の軸線方向に対して直交する方向に延びる環状の第１段差面１７ｅによって接続されている。第２孔１７ｂと第３孔１７ｃとは、弁ボディ１２の軸線方向に対して直交する方向に延びる環状の第２段差面１７ｆによって接続されている。第３孔１７ｃと第４孔１７ｄとは、弁ボディ１２の軸線方向に対して直交する方向に延びる環状の第３段差面１７ｇによって接続されている。第１孔１７ａは、供給ポート１４及び出力ポート１５に連通している。第２孔１７ｂは、排出ポート１６に連通している。また、第１孔１７ａにおける第２孔１７ｂとは反対側の端部は、雌ねじ孔１７ｈになっている。弁孔１７には、弁体としてのポペット弁１８が往復動可能に収容されている。

弁ボディ１２には、弁孔１７におけるハウジング１３とは反対側の端部を閉塞する有底円筒状のプラグ２０が取り付けられている。プラグ２０は、円板状の底部２０ａと、底部２０ａの周縁部から弁孔１７の内周面に沿って延びる円筒状の延在部２０ｂと、を有している。底部２０ａの外周面には、雌ねじ孔１７ｈに螺合される雄ねじ２０ｃが形成されている。プラグ２０は、底部２０ａの雄ねじ２０ｃが雌ねじ孔１７ｈに螺合されることにより、弁ボディ１２の弁孔１７に取り付けられ、底部２０ａは、弁孔１７におけるハウジング１３とは反対側の端部を閉塞している。

延在部２０ｂは、供給ポート１４における第１孔１７ａへの開口周囲を通過して、出力ポート１５における第１孔１７ａへの開口周囲まで延びている。延在部２０ｂの内側は、第１孔１７ａに連通している。延在部２０ｂにおける供給ポート１４と対向する部分には、連通孔２０ｅが形成されている。

延在部２０ｂの外周面には、第１孔１７ａの内周面における供給ポート１４と出力ポート１５との間の部分と延在部２０ｂの外周面との間をシールする円環状の第１シール部材２２ａが装着されている。そして、第１シール部材２２ａによって、第１孔１７ａの内周面における供給ポート１４と出力ポート１５との間の部分と延在部２０ｂの外周面との間を介した供給ポート１４と出力ポート１５との間の流体の洩れが規制されている。

また、延在部２０ｂの外周面には、第１孔１７ａの内周面における供給ポート１４よりも出力ポート１５とは反対側の部分と延在部２０ｂの外周面との間をシールする円環状の第２シール部材２２ｂが装着されている。そして、第２シール部材２２ｂによって、第１孔１７ａの内周面における供給ポート１４よりも出力ポート１５とは反対側の部分と延在部２０ｂの外周面との間を介した供給ポート１４からの流体の洩れが規制されている。

延在部２０ｂの先端面は、弁ボディ１２の軸線方向において第１段差面１７ｅと対向している。延在部２０ｂの先端面には、円環状の第１弁座２３が突設されている。第１段差面１７ｅには、円環状の第２弁座２４が突設されている。第２弁座２４は、第１弁座２３に向けて延びており、第１弁座２３及び第２弁座２４は弁ボディ１２の軸線方向で互いに向き合っている。第１孔１７ａにおける第１弁座２３と第２弁座２４との間は、ポペット弁１８の外周面に装着された弁部１８ｖが収容される弁室２５になっている。

ポペット弁１８は、円柱状の軸部１８ａと、軸部１８ａの外周面から突出する円環状の大径部１８ｂと、を有している。軸部１８ａは、第４孔１７ｄから第３孔１７ｃ及び第２孔１７ｂを通過して第１孔１７ａ内に突出し、プラグ２０の延在部２０ｂ内に入り込んでいる。軸部１８ａの外径は、第３孔１７ｃの孔径よりも僅かに小さい。第３孔１７ｃの内周面は、ポペット弁１８が弁ボディ１２の軸線方向に移動する際に、軸部１８ａの外周面と摺接し、ポペット弁１８における軸線方向への移動をガイドするガイド面として機能する。

弁部１８ｖは、ゴム製であるとともに円環状であり、大径部１８ｂの外周面を覆うように大径部１８ｂに装着されている。弁部１８ｖは、ポペット弁１８の軸線方向で第１弁座２３及び第２弁座２４の間に配置されている。弁部１８ｖは、第１弁座２３及び第２弁座２４に対して接離可能になっている。

軸部１８ａにおけるプラグ２０側の端面には、軸部材２６が取り付けられている。軸部材２６は、プラグ２０の延在部２０ｂ内に配置されている。軸部材２６は、圧入部２６ａと、圧入部２６ａの外径よりも大径である大径部２６ｂと、大径部２６ｂにおける圧入部２６ａとは反対側に連続する軸部２６ｃと、を有している。そして、軸部材２６は、圧入部２６ａが、軸部１８ａにおけるプラグ２０側の端面に形成された圧入孔１８ｃに圧入されることにより、軸部１８ａに取り付けられ、ポペット弁１８と一体的に移動可能である。大径部２６ｂの外径は、延在部２０ｂの内径とほぼ同じである。

延在部２０ｂ内において、大径部２６ｂとプラグ２０の底部２０ａとの間はばね収容室２７になっている。ばね収容室２７には弁体ばね２８が収容されている。弁体ばね２８は、大径部２６ｂとプラグ２０との間に介在されている。弁体ばね２８は、弁部１８ｖが第１弁座２３から離間する方向へ軸部材２６及びポペット弁１８を付勢している。

大径部２６ｂの外周面にはパッキン２９が装着されている。パッキン２９は、プラグ２０の連通孔２０ｅよりもプラグ２０の底部２０ａ側に位置している。そして、パッキン２９によって、大径部２６ｂの外周面と延在部２０ｂの内周面との間を介した供給ポート１４からばね収容室２７への流体の洩れが規制されている。

図３に示すように、ハウジング１３は、底壁１３ａと、底壁１３ａの周縁部から筒状に延びる周壁１３ｂと、を有している。周壁１３ｂの軸線は、弁孔１７の軸心に一致している。底壁１３ａには、挿通孔１３ｃが形成されている。挿通孔１３ｃの軸心は、周壁１３ｂの軸線に一致している。

ハウジング１３には、磁性材製である磁気フレーム３０が埋設されている。磁気フレーム３０は、ハウジング１３の底壁１３ａの内面に沿って延びる板状の底部３０ａと、底部３０ａの周縁部からハウジング１３の周壁１３ｂに沿って延びる筒状の延在部３０ｂと、を有している。磁気フレーム３０は、延在部３０ｂがハウジング１３の周壁１３ｂに埋め込まれることにより、ハウジング１３に一体化されている。延在部３０ｂの内周面における先端側の部位は、ハウジング１３の周壁１３ｂの内周面から露出している。底部３０ａには雌ねじ孔３０ｃが形成されている。雌ねじ孔３０ｃは、挿通孔１３ｃの内側に位置している。雌ねじ孔３０ｃの軸心は、挿通孔１３ｃの軸心に一致している。

電磁弁１０は、ソレノイド３１を備えている。ソレノイド３１は、駆動用コイル３２、固定鉄心３３、プランジャ３４、及びプランジャばね３５を有している。固定鉄心３３及びプランジャ３４は、磁性材製である。ハウジング１３内には、駆動用コイル３２が巻回された筒状のボビン３６が収容されている。ボビン３６の軸線は、ハウジング１３の周壁１３ｂの軸線に一致している。

固定鉄心３３は、ハウジング１３内に収容されている。固定鉄心３３は、軸部３３ａと、軸部３３ａの端部から軸部３３ａの軸線方向に対して直交する方向に突出する環状のフランジ部３３ｂと、を有している。軸部３３ａは、ボビン３６の内側に対してハウジング１３の底壁１３ａ側から挿入されている。軸部３３ａの軸線方向の長さは、ボビン３６の軸線方向の長さよりも短い。軸部３３ａにおけるフランジ部３３ｂとは反対側の端面は平坦面状であり、プランジャ３４が吸着される吸着面３３ｅである。したがって、固定鉄心３３は、プランジャ３４が吸着される吸着面３３ｅを有している。フランジ部３３ｂの外周面には、雄ねじ３３ｃが形成されている。雄ねじ３３ｃは、磁気フレーム３０の雌ねじ孔３０ｃに螺合されている。

プランジャ３４は、ボビン３６の内側から弁ボディ１２の弁孔１７内に突出する柱状である。プランジャ３４は、固定鉄心３３よりも弁ボディ１２側に位置している。プランジャ３４の軸線は、固定鉄心３３の軸部３３ａの軸線と一致している。プランジャ３４における固定鉄心３３側の端面３４ａは平坦面状である。プランジャ３４の端面３４ａは、固定鉄心３３の吸着面３３ｅに面接触可能である。プランジャ３４における固定鉄心３３とは反対側の端面３４ｂは、ポペット弁１８に接離可能である。

磁気フレーム３０の先端側の内側には、筒状の磁性コア３７が配置されている。磁性コア３７は、プランジャ３４の軸線方向において、ボビン３６よりも弁ボディ１２側に位置している。磁性コア３７の外周面は、磁気フレーム３０の延在部３０ｂの内周面における先端側の部位に接触している。プランジャ３４は、磁性コア３７の内側を通過している。

プランジャ３４の外周面における固定鉄心３３とは反対側の端部には、環状の鍔部３４ｃが突出している。鍔部３４ｃは、弁孔１７の第４孔１７ｄの内側に位置している。プランジャばね３５は、磁性コア３７とプランジャ３４の鍔部３４ｃとの間に介在されている。プランジャばね３５の一端は、磁性コア３７の端面に支持されるとともに、プランジャばね３５の他端は、プランジャ３４の鍔部３４ｃに支持されている。プランジャばね３５は、プランジャ３４の端面３４ａが固定鉄心３３の吸着面３３ｅに対して離間する方向へプランジャ３４を付勢している。プランジャばね３５の付勢力は、弁体ばね２８の付勢力よりも大きい。

ボディ１１は、ハウジング１３に取り付けられるカバー４０を有している。カバー４０内には、回路基板４１が収容されている。回路基板４１は、駆動用コイル３２と電気的に接続されている。そして、図示しない外部制御機器からの電力が回路基板４１を介して駆動用コイル３２に供給されるようになっている。

図１に示すように、電磁弁１０は、ベース部材５０と、ケース６０と、を備えている。ベース部材５０は、長四角ブロック状である。ベース部材５０は、ボディ１１が載置される載置面５０ａを有している。そして、ベース部材５０の載置面５０ａには、ボディ１１が載置されている。

ベース部材５０には、供給流路５１、出力流路５２、及び排出流路５３が形成されている。供給流路５１の一端は、ベース部材５０の載置面５０ａに開口して、供給ポート１４に連通している。供給流路５１の他端は、ベース部材５０の載置面５０ａとは反対側の面に開口して、図示しない配管等を介して流体供給源６５に接続されている。出力流路５２の一端は、ベース部材５０の載置面５０ａに開口して、出力ポート１５に連通している。出力流路５２の他端は、ベース部材５０の側面に開口して、図示しない配管等を介して流体圧機器６６に接続されている。排出流路５３の一端は、ベース部材５０の載置面５０ａに開口して、排出ポート１６に連通している。排出流路５３の他端は、ベース部材５０の載置面５０ａとは反対側の面に開口して、図示しない配管等を介して外部に連通している。排出流路５３は、大気に開放されている。したがって、排出ポート１６は、排出流路５３を介して大気に開放されている。

ケース６０は、有底四角筒状である。ケース６０は、四角平板状のケース底壁６１と、ケース底壁６１の外周部から筒状に延びるケース周壁６２と、を有している。ケース周壁６２におけるケース底壁６１とは反対側の端部は、ベース部材５０の載置面５０ａに当接している。そして、ケース６０は、ボディ１１を囲った状態でベース部材５０の載置面５０ａに取り付けられている。

ケース６０の内面、ボディ１１の外面、及びベース部材５０の載置面５０ａは、空冷流路６３を区画している。したがって、ケース６０とボディ１１との間には、空冷流路６３が形成されている。空冷流路６３は、ボディ１１の周囲を通過している。

ベース部材５０には、空冷供給ポート５４が形成されている。空冷供給ポート５４は、供給流路５１から分岐されている。空冷供給ポート５４の一端は、供給流路５１に開口して、供給流路５１に連通している。空冷供給ポート５４の他端は、ベース部材５０の載置面５０ａに開口して、空冷流路６３に連通している。空冷供給ポート５４には、供給流路５１を流れる流体の一部が流れる。

ベース部材５０には、空冷排出ポート５５が形成されている。空冷排出ポート５５の一端は、ベース部材５０の載置面５０ａに開口して、空冷流路６３に連通している。空冷排出ポート５５における載置面５０ａに対する開口位置は、弁ボディ１２の軸線方向でボディ１１を挟んで、空冷供給ポート５４における載置面５０ａに対する開口位置とは反対側に位置している。空冷排出ポート５５の他端は、ベース部材５０の載置面５０ａとは反対側の面に開口して、図示しない配管等を介して外部に連通している。したがって、空冷排出ポート５５は、排出ポート１６とは別に大気に開放されている。そして、空冷排出ポート５５は、空冷流路６３を通過した流体を大気へ排出する。

電磁弁１０は、可変絞り６４を備えている。可変絞り６４は、ニードル弁である。ベース部材５０には、可変絞り６４が取り付けられる取付孔５６が形成されている。取付孔５６は、空冷供給ポート５４に連通している。取付孔５６の一部は、雌ねじ孔５６ａになっている。可変絞り６４は、雌ねじ孔５６ａに螺合可能な雄ねじ部６４ａを有している。可変絞り６４のニードル弁体６４ｖは、空冷供給ポート５４内に突出している。

可変絞り６４は、ニードル弁体６４ｖが空冷供給ポート５４内に突出するように、雄ねじ部６４ａが雌ねじ孔５６ａに螺合されることにより、取付孔５６に取り付けられている。そして、可変絞り６４の雄ねじ部６４ａにおける雌ねじ孔５６ａに対する螺合位置を調整することにより、ニードル弁体６４ｖにおける空冷供給ポート５４内への突出量が調整される。これにより、空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に供給される流体の流量が調整される。したがって、可変絞り６４は、空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に供給される流体の流量を調整するための絞りである。

駆動用コイル３２に対する電力の供給が行われて、駆動用コイル３２が励磁されると、駆動用コイル３２の周りで固定鉄心３３、磁気フレーム３０、及び磁性コア３７を通過する環状の磁気回路が形成される。そして、駆動用コイル３２の励磁作用による吸引力がプランジャばね３５の付勢力に打ち勝って、プランジャ３４が固定鉄心３３に向けて移動し、プランジャ３４の端面３４ａが固定鉄心３３の吸着面３３ｅに吸着した状態となる。

このプランジャ３４の移動に伴い、軸部材２６及びポペット弁１８が、弁体ばね２８の付勢力によって、弁部１８ｖが第１弁座２３から離間する方向へ移動し、弁部１８ｖが第２弁座２４に着座する。これにより、供給ポート１４と出力ポート１５とが、連通孔２０ｅ、延在部２０ｂの内側、及び弁室２５を介して連通し、出力ポート１５と排出ポート１６との連通が遮断される。したがって、ポペット弁１８は、供給ポート１４と出力ポート１５との連通を許容し、且つ出力ポート１５と排出ポート１６との連通を遮断する第１切換状態となる。そして、流体供給源６５からの流体が、供給流路５１、供給ポート１４、連通孔２０ｅ、延在部２０ｂの内側、弁室２５、出力ポート１５、及び出力流路５２を介して流体圧機器６６に供給される。

一方、駆動用コイル３２に対する電力の供給が停止すると、駆動用コイル３２の励磁作用による吸引力が消滅する。そして、プランジャばね３５の付勢力によって、プランジャ３４の端面３４ａが固定鉄心３３の吸着面３３ｅから離間する方向へプランジャ３４が移動する。さらに、プランジャばね３５の付勢力が弁体ばね２８の付勢力に打ち勝つことで、プランジャ３４の端面３４ｂがポペット弁１８の軸部１８ａに当接しながら、ポペット弁１８及び軸部材２６を押圧し、弁部１８ｖが第２弁座２４から離間する方向へ移動し、弁部１８ｖが第１弁座２３に着座する。これにより、出力ポート１５と排出ポート１６とが、弁室２５及び第２孔１７ｂを介して連通し、供給ポート１４と出力ポート１５との連通が遮断される。したがって、ポペット弁１８は、供給ポート１４と出力ポート１５との連通を遮断し、且つ出力ポート１５と排出ポート１６との連通を許容する第２切換状態となる。そして、流体圧機器６６からの流体が、出力流路５２、出力ポート１５、弁室２５、第２孔１７ｂ、排出ポート１６、及び排出流路５３を介して外部に排出される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
ところで、電磁弁１０を流体圧機器６６に極力近付けることにより、電磁弁１０と流体圧機器６６とを接続する配管を短くすることができるため、出力ポート１５から出力される流体を流体圧機器６６に早く供給することができ、流体圧機器６６の応答時間が早くなる。しかしながら、例えば、流体圧機器６６の使用環境が高温環境下である場合、電磁弁１０を流体圧機器６６に近付けるほど、電磁弁１０が高温環境下での熱の影響を受け易くなってしまう。

そこで、本実施形態では、供給流路５１を流れる流体の一部が、空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に常に供給されている。そして、空冷流路６３に供給された流体は、空冷流路６３を通過して空冷排出ポート５５を介して外部へ排出される。したがって、空冷流路６３内には、流体が常に流れている。つまり、電磁弁１０の内部には、流体が常に空冷流路６３内を流れているため、電磁弁１０全体が空冷流路６３内を流れる流体によって冷却される。

可変絞り６４によって、空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に供給される流体の流量が調整されているため、空冷流路６３を流れる流体の流量が、電磁弁１０全体を冷却するために必要十分な流量に調整されており、供給流路５１から供給ポート１４に向けて流れる流体の流量が過度に少なくなってしまうことが抑制されている。

さらに、空冷供給ポート５４の一部分は、可変絞り６４によって流路断面積が小さくなっているため、空冷供給ポート５４を通過して空冷流路６３内に流出する空気は、断熱膨張する。これにより、空冷流路６３内に流出する流体の温度が低下し、低温の流体となるため、電磁弁１０全体が空冷流路６３内を流れる低温の流体によって効率良く冷却される。したがって、電磁弁１０を、高温環境下で使用される流体圧機器６６に近付けたとしても、ポペット弁１８の弁部１８ｖが熱によって劣化してしまったり、ソレノイド３１の駆動用コイル３２が熱の影響を受けてしまったりすることが抑制される。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）ケース６０とボディ１１との間には、ボディ１１の周囲を通過する空冷流路６３が形成されている。ベース部材５０には、供給流路５１から分岐されて供給流路５１を流れる流体の一部が流れるとともに空冷流路６３に流体を供給する空冷供給ポート５４と、空冷流路６３を通過した流体を大気へ排出するための空冷排出ポート５５と、が形成されている。これによれば、供給流路５１を流れる流体の一部を、空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に常に供給することができる。そして、空冷排出ポート５５が、常に大気に開放されており、空冷流路６３に供給された流体は、空冷流路６３を通過して空冷排出ポート５５を介して外部へ排出されるため、空冷流路６３内には、流体が常に流れている。したがって、電磁弁１０の内部には、流体が常に空冷流路６３内を流れているため、電磁弁１０全体を空冷流路６３内を流れる流体によって冷却することができる。その結果、電磁弁１０が高温環境下での熱の影響を受けてしまうことを抑制できる。

（２）電磁弁１０は、空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に供給される流体の流量を調整するための絞りとして可変絞り６４を備えている。これによれば、空冷流路６３を流れる流体の流量を、電磁弁１０全体を冷却するために必要十分な流量に調整することができる。また、供給流路５１から供給ポート１４に向けて流れる流体の流量が過度に少なくなってしまうことを抑制することができる。

（３）空冷排出ポート５５が、排出ポート１６とは別に大気に開放されておらず、例えば、空冷排出ポート５５が排出流路５３に連通している場合を考える。この場合、ポペット弁１８が、出力ポート１５と排出ポート１６との連通が許容されている第２切換状態に切り替わっていると、流体圧機器６６からの流体であって、排出流路５３を通過する流体の一部が、空冷排出ポート５５を介して空冷流路６３に逆流してしまう虞がある。そこで、本実施形態では、空冷排出ポート５５を、排出ポート１６とは別に大気に開放させた。これによれば、流体圧機器６６からの流体が空冷排出ポート５５を介して空冷流路６３に逆流してしまうことが回避されるため、電磁弁１０全体を効率良く冷却することができる。

（４）空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に供給される流体の流量を調整するための絞りとして、可変絞り６４を採用した。これによれば、空冷流路６３を流れる流体の流量を容易に調整することができる。

（５）ケース６０を、ボディ１１を囲った状態でベース部材５０の載置面５０ａに取り付けるだけで、ケース６０とボディ１１との間に空冷流路６３を形成することができる。したがって、電磁弁１０の構成を簡素化することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・図４に示すように、空冷排出ポート５５が固定絞りとして機能していてもよい。図４に示す実施形態では、空冷排出ポート５５全体が固定絞り７０になっている。したがって、固定絞り７０の流路断面積は、図１〜図３に示す実施形態の空冷排出ポート５５の流路断面積よりも小さくなっている。このように、空冷排出ポート５５を固定絞り７０とすることにより、空冷供給ポート５４を介して空冷流路６３に供給される流体の流量を調整するようにしてもよい。また、空冷排出ポート５５の一部分を固定絞りとしてもよい。要は、絞りは、空冷排出ポート５５の少なくとも一部を形成する固定絞りであってもよい。

・実施形態において、電磁弁１０は、可変絞り６４を備えていない構成であってもよい。
・実施形態において、空冷排出ポート５５が、排出ポート１６とは別に大気に開放されておらず、例えば、電磁弁１０は、空冷排出ポート５５が排出流路５３に連通している構成であってもよい。

・実施形態において、電磁弁１０は、ボディ１１に出力ポート及び排出ポートがそれぞれ２つずつ形成された５ポート電磁弁であってもよい。要は、電磁弁１０は、ボディ１１に、供給ポート１４、出力ポート１５、及び排出ポート１６が少なくとも形成されている構成であればよい。

・実施形態において、パイロット流体のパイロット圧によって弁体を移動させる切換弁であってもよい。

１０…切換弁である電磁弁、１１…ボディ、１４…供給ポート、１５…出力ポート、１６…排出ポート、１７…弁孔、１８…弁体としてのポペット弁、５０…ベース部材、５１…供給流路、５２…出力流路、５３…排出流路、５４…空冷供給ポート、５５…空冷排出ポート、６０…ケース、６３…空冷流路、６４…絞りである可変絞り、７０…絞りである固定絞り。

Claims

供給ポート、出力ポート、及び排出ポートが少なくとも形成されたボディと、
前記ボディに形成されるとともに前記供給ポート、前記出力ポート、及び前記排出ポートにそれぞれ連通する弁孔と、
前記弁孔に往復動可能に収容される弁体と、を備えている切換弁であって、
前記供給ポートに連通する供給流路、前記出力ポートに連通する出力流路、及び前記排出ポートに連通する排出流路が形成されるとともに前記ボディが載置されるベース部材と、
前記ボディを囲った状態で前記ベース部材に取り付けられるケースと、を備え、
前記ケースと前記ボディとの間には、前記ボディの周囲を通過する空冷流路が形成されており、
前記ベース部材には、
前記供給流路から分岐されて前記供給流路を流れる流体の一部が流れるとともに前記空冷流路に前記流体を供給する空冷供給ポートと、
前記空冷流路を通過した流体を大気へ排出するための空冷排出ポートと、が形成されていることを特徴とする切換弁。
前記空冷供給ポートを介して前記空冷流路に供給される流体の流量を調整するための絞りを備えていることを特徴とする請求項１に記載の切換弁。
前記空冷排出ポートは、前記排出ポートとは別に大気に開放されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切換弁。
前記絞りは、可変絞りであることを特徴とする請求項２に記載の切換弁。
前記空冷排出ポートは、前記排出ポートとは別に大気に開放されており、
前記絞りは、前記空冷排出ポートの少なくとも一部を形成する固定絞りであることを特徴とする請求項２に記載の切換弁。