JP2799750B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁弁に係り、特に、ソレノイド内に混入
したエアーによる体積弾性率変化、それによるスプール
弁の自励振動を防止することができるものに関する。

（従来の技術） 電磁弁としては、例えば、特開昭63−225705号公報に
示すものがある。これを第３図を参照して説明する。第
３図は電磁弁の構成を示す断面図である。

ハウジング１があり、このハウジング１に形成された
スプール孔３には、スプール５が図中左右方向に摺動可
能に収容されている。

上記ハウジン１の両端には、接続部材７、９が螺合さ
れており、これら接続部材７、９を介して、ソレノイド
11、13が接続されている。

上記接続部材７とスプール５の端部との間には、スプ
リング室15が形成されている。このスプリング室15内に
は、スプリングシート17及び19が配置されていて、これ
ら両スプリングシート17、19間には、圧縮コイルスプリ
ング21が張設されている。

一方、接続部材９とスプール５の端部との間にも、ス
プリング室23が形成されていて、このスプリング室23内
には、スプリングシート25及び27が配置されている。こ
れら両スプリングシート25、27間には、圧縮コイルスプ
リング29が張設されている。

上記圧縮コイルスプリング21、29によって、スプール
５を中立位置に位置保持している。

上記ソレノイド11からはプッシュロッド31が突出配置
されていて、このプッシュロッド31は、接続部材７を貫
通して、スプール５の端部に当接している。又、ソレノ
イド13からもプッシュロッド33が突出配置されていて、
このプッシュロッド33は、接続部材９を貫通して、スプ
ール５の端部に当接配置している。

尚、上記プッシュロッド31と接続部材７との間、プッ
シュロッド33と接続部材９との間には、軸受部材35、37
がそれぞれ介挿されている。

ハウジング１の略中央部には、ポンプポート39が形成
されていて、このポンプポート39には、油圧回路41を介
して、油圧ポンプ43が接続されている。

又、上記ポンプポート39の両側位置のハウジング１に
は、負荷ポート45、47が形成されていて、これら負荷ポ
ート45、46には、負荷回路49、51を介して、アクチュエ
ータ53が接続されている。

さらに、上記負荷ポート45、47の外側位置のハウジン
グ１には、タンクポート55、57が形成されており、これ
らタンクポート55、57は、戻り油回路59を介して、タン
ク61に接続されている。

上記負荷ポート45の軸方向両側に位置する縁部と、ス
プール５側の環状凸部の軸方向両側に位置する縁部とに
より、オリフィス63、65が構成されている。同様に、負
荷ポート47位置にも、オリフィス67、69が構成されてい
る。

スプール５の一端側には、複数のピン孔71が周方向等
間隔に形成されており、これらピン孔71内には、ピン73
が摺動可能に収容されている。これらピン73の端部は、
スプール５を貫通して、スプリングシート17に当接して
いる。

スプール５の他端側にも、複数のピン孔75が周方向等
間隔に形成されており、これらピン孔75には、ピン77が
摺動可能に収容されている。ピン77の端部は、スプール
５を貫通して、スプリングシート25に当接している。

上記ピン孔71と、負荷ポート45とは、連通路79を介し
て連通されている。又、ピン孔75と、負荷ポート47も、
連通路81を介して連通されている。

又、スプリング室15と、タンクポート55側とは、通路
83を介して連通しており、又、スプリング室23とタンク
ポート57側とは、通路85を介して連通している。そし
て、上記通路83、85には、絞り87、89がそれぞれ介挿さ
れている。

さらに、スプール５の軸芯位置には、貫通孔91が形成
されていて、この貫通孔91には、絞り93が介挿されてい
る。

以上の構成を基にその作用を説明する。

例えば、ソレノイド13を励磁すると、プッシュロッド
33が図中左方向に押し出され、それによって、スプール
５が図中左方向に押し出される。

上記スプール５の図中左方向への移動によって、負荷
ポート45とポンプポート39とが連通するとともに、負荷
ポート47とタンクポート57とが連通する。

よって、油圧ポンプ43より供給される圧油が、圧油回
路41、ポンプポート39、負荷ポート45、負荷回路49を介
して、アクチュエータ53に供給されるとともに、アクチ
ュエータ53からの戻り油が、負荷回路51、負荷ポート4
7、タンクポート57、戻り油回路59を介して、タンク61
に戻される。

その際、スプール５の移動量によっては、ポンプポー
ト39が、負荷ポート45、47の両方に連通した状態になる
ので、その場合には、油圧ポンプ43より供給される圧油
の一部が、タンク61に戻される。

つまり、スプール５の移動量、換言すれば、ソレノイ
ド13の励磁電流に応じて、アクチュエータ53に供給され
る圧油の流量が制御されるものである。

一方、アクチュエータ53の負荷圧は、負荷ポート45、
連通路79、ピン孔71を介して、ピン73に作用する。それ
によって、ピン73は、スプリングシート17に押圧される
ことになる。このピン73に作用する力が、スプール５の
図中左方向への移動に対して反力として作用することに
なる。

したがって、スプール５は、ソレノイド13の励磁電流
によって決定されるプッシュロッド33の押圧力と、アク
チュエータ53の負荷圧によって決定される反力とがバラ
ンスする位置まで移動することになる。

尚、上記力のバランスを式で示すと、次に示す式
（Ｉ）のようになる。

Fs＋P₂・A₂＝ｎ・P_cyl・A₁＋P₁・A₂＋F_B ……（Ｉ） 但し F_S :ソレノイド13の推力 P₂ :スプリング室23内の圧力 A₂ :スプール５の受圧面積 n :ピン73本数 P₁ :スプリング室15内の圧力 A₁ :ピン73の受圧面積 P_cyl:ピン73に作用する圧力 F_B :圧縮コイルスプリング21による反力 すなわち、ソレノイド13の推力とスプール５の推進力
との和と、ピン73によるフィードバック力とスプール５
の推力と圧縮コイルスプリング21の反応との和に釣り合
うものである。

又、スプール５の図中左方向への移動によって、スプ
リング室15内の油はスプリング室15により押し出され
る。そして、その一部は絞り87を介してタンク61に戻
り、残りは絞り93、89を介してタンク61に戻る。これら
絞り87、89、93の作用によって、スプール５に減衰力が
付与され、スプール５と自励振動は抑制される。

尚、ソレノイド11を励磁した場合には、逆の動作とな
り、その作用は既に述べたものと同様である。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の構成によると次のような問題があった。

既に述べた力のバランスにおいて、スプリング室15、
23内の圧力P₁、P₂は、ピン73、77の部分からの内部漏
洩、スプール５のストロークによるボリューム変化、作
動油の熱膨張によるボリューム変化、作動油の体積弾性
率変化、等によって変化する。

その際、ソレノイド11、13内に、エアーが混入した場
合には、それによって作動油の体積弾性率が変化して、
スプリング室15、23内の圧力P₁あるいはP₂が変化してし
まう。その結果、圧力バランスが崩れてしまい、それに
よって、スプール５に自励振動が生じてしまうという問
題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその
目的とするところは、ソレノイド内に混入したエアーに
よる作動油の体積弾性率変化、それによる圧力バランス
の崩壊を防止して、スプールの自励振動現象をなくすこ
とが可能な電磁弁を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するべく本願発明による電磁弁は、ス
プールを摺動可能に収容するハウジングと、上記ハウジ
ングに接続部材を介して連結されたソレノイドと、上記
ソレノイドよりスプール側に上記接続部材を貫通して突
出配置されソレノイドの励磁又は非励磁により動作して
スプールを移動させるプッシュロッドと、上記プッシュ
ロッドの接続部材貫通部に設けられた絞り手段と、を具
備したことを特徴とするものである。

（作用） プッシュロッドの接続部材貫通部に絞り手段を設けた
ことにより、ソレノイド内に混入したエアーのスプール
側への影響を軽減させるものである。

つまり、ソレノイド内に混入したエアーの影響によっ
て、作動油の体積弾性率が変化し、それによって、スプ
ールの自励振動が生ずることを防止するものである。

（実施例） 以下第１図及び第２図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第１図は本実施例による電磁弁の断面図であ
り、第２図は第１図のII−II断面図である。

尚、従来と同一部分には同一符号を付して示しその説
明は省略する。

第１図に示すように、軸受け部35のソレノイド11側位
置のプッシュロッド31の外周には、絞り手段103が設け
られている。同様に、軸受部材37のソレノイド13側位置
のプッシュロッド33の外周にも、絞り手段101が設けら
れている。

上記絞り手段101は、第２図にも示すように接続部材
９側より突設された環状凸部105と、この環状凸部105の
内周面とプッシュロッド31の外周面とにより形成された
微小環状隙間107とから構成されている。

絞り手段103についても同様の構成となっている。

以上の構成を基に、ソレノイド13内にエアーが混入し
ていたと仮定して、その作用を説明する。

まず、ソレノイド13を励磁する。このソレノイド13の
励磁により、プッシュロッド33を介して、スプール５が
図中左方向に摺動する。その結果、負荷ポート45とポン
プポート39とが連通するとともに、オリフィス63、69に
より囲まれた室内の圧力が上昇する。それと同時に、ス
プリング室15内の圧力も上昇する。

これら圧力上昇により、スプール５に図中右方向への
反力が付与されるとともに、ピン73の部分より内部リー
クが生じる。リークした油は、絞り87、又は絞り93及び
89を介して、タンク61に戻る。

したがって、スプリング室15、23内の圧力P₁とP₂は、
P₁＞P₂の傾向となる。その際、ソレノイド13内にエアー
が混入していると、作動油の体積弾性率が低下して、絞
り89の絞り効果が低下してしまい、スプリング室23内の
圧力P₂がさらに低くなってしまう。それによって、P₁＞
P₂の傾向がより強くなってしまい、力のバランスが崩れ
て次の式（II）に示すようになってしまう。

Fs＋P₂・A₂＜ｎ・P_cyl・A₁＋P₁・A₂＋F_B ……（II） しかしながら、本実施例の場合には、絞り101を設け
て、ソレノイド13内のエアーによる作動油の体積弾性率
の低下を抑制しているので、上記式（II）に示すような
アンバランスを軽減させることができる。

したがって、スプール５の自励振動を効果的に抑制し
て、安定した動作を提供することができる。

尚、これは、ソレノイド11内にエアーが混入してい
て、その状態でソレノイド11を励磁した場合にも同様で
ある。この場合には、絞り手段103が効果的に機能し
て、スプール５の自励振動を抑制する。

以上本実施例によると、ソレノイド11、13と、スプー
ル５側との間に、絞り手段101、103を設けて、ソレノイ
ド11、13内に混入したエアーによる影響を少なくするよ
うにしているので、作動油の体積弾性率の低下、それに
よる力のバランスの崩壊を軽減させることができる。

したがって、スプール５の自励振動を抑制して、安定
した動作を提供することができる。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではな
い。

例えば、絞り手段101、103としては、図に示すような
もの以外にも、種々の構成のものが考えられる。

又、電磁弁としても、図に示すものだけではなく、ソ
レノイドが一方のみにあるもの、等種々のタイプのもの
に適用できる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明による電磁弁によると、プ
ッシュロッドの接続部材貫通部に絞り手段を設けて、ソ
レノイド内に混入したエアーによるスプール側への影響
を軽減させるようにしたので、ソレノイド内に混入した
エアーによる作動油の体積弾性率変化、それによるスプ
ールの自励振動の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は電磁弁の断面図、第２図は第１図のII−II断面図、
第３図は従来の電磁弁の断面図である。 １……ハウジング、５……スプール、7,9……接続部
材、11,13……ソレノイド、31,33……プッシュロッド、
101,103……絞り手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−156379（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/06 305

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スプールを摺動可能に収容するハウジング
   と、上記ハウジングに接続部材を介して連結されたソレ
   ノイドと、上記ソレノイドよりスプール側に上記接続部
   部材を貫通して突出配置されソレノイドの励磁又は非励
   磁により動作してスプールを移動させるプッシュロッド
   と、上記プッシュロッドの接続部材貫通部に設けられた
   絞り手段と、を具備したことを特徴とする電磁弁。