JP3041229B2 - 電磁作動弁 - Google Patents

電磁作動弁

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JP3041229B2
JP3041229B2 JP7305715A JP30571595A JP3041229B2 JP 3041229 B2 JP3041229 B2 JP 3041229B2 JP 7305715 A JP7305715 A JP 7305715A JP 30571595 A JP30571595 A JP 30571595A JP 3041229 B2 JP3041229 B2 JP 3041229B2
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鉄也 芳野
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新キャタピラー三菱株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁比例リリーフ
弁、電磁比例制御弁、電磁切換弁などの電磁作動弁に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図2(A)に従来の電磁比例リリーフ弁
の実際例を示す。その構造は、弁本体12の上部に電磁比
例ソレノイド1を取付け、このソレノイド1により軸方
向に作動されるプッシュロッド2の先端にニードル3を
配置し、このニードル3の先端に弁本体12内に嵌着され
たシート体4のパイロットステージシート部5を配置す
る。
【0003】前記シート体4の下側に弁本体12内で軸方
向に摺動自在のメインポペット6を配置し、このメイン
ポペット6をメインシート部7に対しリターンスプリン
グ8により押付ける。メインシート部7は、弁本体12の
下端部軸方向に穿設した入口ポート9と半径方向に穿設
したタンクポート10との間に位置する。
【0004】前記メインポペット6の中心部にオリフィ
ス11を設ける。また、弁本体12内にねじ込まれたアダプ
タ13により前記シート体4を押圧固定する。アダプタ13
は、ニードル3の軸方向移動を案内するガイドでもあ
る。
【0005】前記ソレノイド1と弁本体12は、ソレノイ
ド1の上部より嵌入したボルト14を弁本体12に螺入する
ことにより固定するが、その際にソレノイド1と弁本体
12との間にシム15を挟み、このシム15の増減によりプッ
シュロッド2の作動量に対するニードル3の作動量を調
整し、後述するように設定圧力を調整する。
【0006】また、ソレノイド1と弁本体12との間の液
密はOリング16により保持し,アダプタ13の上端はスト
ップリング17により係止する。
【0007】前記アダプタ13に導通孔18a を穿設すると
ともに、前記弁本体12に導通孔18bを穿設し、これらの
導通孔18a ,18b を経て弁本体12内のニードル周囲空間
をタンクTの内部に連通する。このタンクTに嵌入され
た弁本体12の外周面にはOリング19が嵌着され、液密が
保たれている。
【0008】前記入口ポート9からオリフィス11を経
て、前記スプリング8の装着されたスプリング室20に供
給された圧は、前記シート体4のオリフィスを経てニー
ドル3の先端に作用している。
【0009】次に、この電磁比例リリーフ弁の作動原理
を説明する。
【0010】先ず、ソレノイド1はプッシュロッド2を
介してニードル3を電流値I(アンペア)に比例した推
力F1 で押圧する。
【0011】今、プッシュロッド2がニードル3を押し
て、ニードル3の先端がシート体4のパイロットステー
ジシート部5に押付けられるものとし、このとき、プッ
シュロッド2のストロークを一定とする条件下で、ソレ
ノイド推力F1 と電流値Iとが、図3(A)に示す比例
関係にあるものとする。
【0012】F1 =k1 ・I……(1) ただし、k1 は比例定数である。
【0013】前記シート体4のシート部5に着座したニ
ードル3の先端部における受圧面積をAP とし、メイン
ポペット6のオリフィス11より上流側における受圧面積
および下流側における受圧面積を共にAm とする。ま
た、リターンスプリング8のプリセット荷重をF2 とす
る。
【0014】入口ポート9の入口圧PINがF1 /AP
り低い時は、シート部5が閉止されているため、入口圧
INとスプリング室20内の圧力は同圧でバランスしてい
るので、メインポペット6はスプリング8によりメイン
シート部7に押圧されており、したがって入口ポート9
とタンクポート10との間は遮断されている。
【0015】次に、入口圧PINが上昇し、PIN=F1
P ……(2) となった時、ニードル3が上方に押し上げられ、シート
部5が開口して、入口ポート9よりオリフィス11、スプ
リング室20、シート体4のオリフィスおよび導通孔18a
,18b を経てパイロット流量Q1 がタンクT内へ流れ
る。
【0016】ここで、便宜上タンク圧=0とすると、メ
インポペット6が内蔵したオリフィス11に前記流量Q1
が流れると、次の式(3)で表わされるオリフィス11の
前後の差圧ΔPが発生する。
【0017】 Q1 =k2 ・A3 ・(ΔP)1/2 ……(3) ただし、k2 は定数、A3 はオリフィス11の開口断面積
である。
【0018】そして、リターンスプリング8のプリセッ
ト荷重F2 に対しF2 ≦Am ・ΔPとなった時、メイン
ポペット6は上方に押し上げられて、入口ポート9とタ
ンクポート10が導通され、かつ(2)式が保たれる。つ
まり、(1)式および(2)式より入口圧PINは電流値
Iにより任意に設定される。
【0019】その際、或る一定の電流値におけるプッシ
ュロッド2のストロークと推力は、図3(B)に示すよ
うな関係にあり、したがって、図3(C)に示すような
所定の入力電流と入口圧PINとの関係を得ようとする
と、プッシュロッド2の軸方向のストローク調整が必要
なため、本リリーフ弁では前記シム15を弁本体12とソレ
ノイド1との合わせ面に装着し、そのシム15の増減によ
り入力電流に対する入口圧PINを調整するようにしてい
る。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】図2(B)に示される
ように、従来の電磁比例リリーフ弁では、前記シム15は
正方形状の薄板により形成され、その中央部にソレノイ
ド本体を嵌着するためのソレノイド嵌着穴15a が穿設さ
れ、このソレノイド嵌着穴15a の周囲の4箇所にボルト
14を挿通するためのボルト通し穴15b が穿設されてい
る。
【0021】そして、この薄板シム15の増減により圧力
調整する度に4本のボルト14を取外して、ソレノイド1
を弁本体12から外す必要があり、作業効率が悪いととも
に、リリーフ弁内に残圧が残っていると、ソレノイド1
を弁本体12から外す際に、内部油が外部に噴出して作業
者にかかる問題がある。
【0022】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、ソレノイドを弁本体から取外さなくても、シムの
増減を行えるようにした電磁作動弁を提供することを目
的とするものである。
【0023】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、弁本体とこの弁本体内の弁体を軸方向に作動する
ソレノイドとの間にシムを設け、ソレノイドからシムを
挿通したボルトによりソレノイドを弁本体に固定した電
磁作動弁において、一枚のシムを複数に分割し、分割さ
れたシム内にボルトを挿通するためのボルト通し穴を設
けるとともに、分割されたシムの対向辺部にボルトを嵌
入するためのボルト通し溝を設けた構成である。
【0024】そして、シムの増減を行う場合は、ソレノ
イド取付用のボルトのうち、シム間のボルト通し溝に挿
入されたボルトは、ソレノイドが弁本体から外れない程
度に緩めるにとどめ、シム内のボルト通し穴に挿入され
た残りのボルトは取外す。
【0025】請求項2に記載された発明は、請求項1記
載の電磁作動弁において、正方形状のシムを対角線に沿
って2分割し、各シムの分割されない角部にボルト通し
穴を設け、分割された角部にボルト通し溝を設けたもの
である。
【0026】そして、シムの増減を行う場合は、ソレノ
イド取付用の4本のボルトのうち、シムの一方の対角線
上に位置する半割り部のボルト通し溝間に挿入された2
本のボルトは、ソレノイドが弁本体から外れない程度に
緩めるにとどめ、シムの他方の対角線上に位置するボル
ト通し穴に挿入された残り2本のボルトは取外す。
【0027】請求項3に記載された発明は、請求項1ま
たは2記載の電磁作動弁において、電磁比例リリーフ弁
における弁本体とソレノイドとの間のシムを分割し、分
割された各シムにボルト通し穴およびボルト通し溝を設
けたものである。
【0028】そして、シムを増減することにより、ソレ
ノイドへの入力電流と入口圧(設定圧)との相対的関係
を調整する。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明を電磁比例リリーフ
弁に適用した一実施形態を、図1を参照しながら説明す
る。なお、図2に示した従来例と同様の部分には同一符
号を付して、その説明を省略する。
【0030】図1(A)に示されるように、アダプタ13
の上部内における中心軸上に、弁体としてのニードル3
の外周部と密接に嵌合してニードル3の上下動を案内す
るニードルガイド部31を穿設する。
【0031】さらに、前記アダプタ13の下部内に、前記
ニードルガイド部31と同心状に位置決め用内周面部32を
旋削形成する。
【0032】さらに、シート体4の外周部に、前記位置
決め用内周面部32と密接に嵌合する位置決め用外周面部
33を、中心部のシート部5と同心状に旋削形成する。
【0033】そして、前記アダプタ13のニードルガイド
部31内に前記ニードル3の外周部を密接に嵌合して軸方
向移動を案内するとともに、アダプタ13の位置決め用内
周面部32とシート体4の位置決め用外周面部33とを密接
に嵌合させる。
【0034】このようにして、アダプタ13のニードルガ
イド部31の内径と位置決め用内周面部32の内径との間の
同軸度(軸心間の誤差)を極力小さく押さえ、かつ位置
決め用内周面部32と位置決め用外周面部33との隙間を極
力小さくすることにより、アダプタ13のニードルガイド
部31の内径とシート部5との間の同軸度を十分小さくで
きる。
【0035】これにより、ニードル先端部のシート部5
への片当りを避けることができ、ニードル3の片当りに
よるシート不良に起因する圧力ハンチングや昇圧不良を
防止できる。
【0036】また、図1(A)に示されるように、弁本
体12と、この弁本体12内に設けられたニードル3を軸方
向に作動するソレノイド1との間に、従来のシム15と同
様の圧力調整用シム41を設け、ソレノイド1からこのシ
ム41を挿通したボルト14によりソレノイド1を弁本体12
に固定する。
【0037】図1(B)に示されるように、前記ソレノ
イド1と弁本体12との間に挟まれるシム41は、従来の正
方形状の薄板を対角線に沿って2分割したほぼ直角二等
辺三角形状に形成し、2枚1組のシム41a によって従来
のシム1枚分に相当するようにした。
【0038】このため、従来のシムにおけるソレノイド
1を嵌着するための中央部のソレノイド嵌着穴は半割り
形態のソレノイド嵌着溝41b となっており、また、この
ソレノイド嵌着溝41b の周囲に位置するソレノイド取付
用ボルト14のボルト通し穴は、分割されない角部では従
来と同様のボルト通し穴41c であるが、分割された対角
線上に位置する角部では、半割り形態のボルト通し溝41
d となっている。
【0039】このようにして、分割された各シム41a 内
にボルト14を挿通するためのボルト通し穴41c を設ける
とともに、分割されたシム41a の対向辺部にボルト14を
嵌入するための半円形状のボルト通し溝41d を設ける。
【0040】シム41をこのような形状とすることによ
り、前述の圧力調整のためにシム41の枚数を増減する場
合は、ソレノイド取付用の4本のボルト14のうち、シム
41の一方の対角線上に位置する半割り部のボルト通し溝
41d 間に挿入された2本のボルトは、ソレノイド1が弁
本体12から外れない程度に緩めるにとどめ、シム41の他
方の対角線上に位置するボルト通し穴41c に挿入された
残り2本のボルトは取外す。
【0041】そして、半割り形状のボルト通し溝41d に
2本のボルトを挿入したまま、シム41a の挿入または引
出を行ってシム41a を2枚1組で増減した後に、ボルト
通し穴41c に残り2本のボルトを挿入して、このボルト
通し穴41c および半割り部のボルト通し溝41d の全ボル
ト14を締付けることにより、ソレノイド1と弁本体12と
を再度固定する。
【0042】これにより、当該シム41は容易に取付およ
び取外を行うことができ、従来品に比べて作業効率が向
上するとともに、2本のボルト14によりソレノイド1が
弁本体12から外れることを防止できるため、弁本体12内
の残圧による油の噴出を防止できる。
【0043】そして、実施形態の電磁比例リリーフ弁の
場合は、シム41を増減することにより、ソレノイド1へ
の入力電流と入口ポート9における入口圧(リリーフ設
定圧)PINとの相対的関係を調整することができる。
【0044】なお、請求項1または3に記載された発明
は、分割されたシムの形態および1組の枚数を図示され
たものに限定されるものではない。例えば、ソレノイド
1を弁本体12に固定するボルト14として、6本のボルト
が6等分ピッチで配置されている場合は、120°ごと
に位置する3本のボルト位置でシムを3分割するように
形成することにより、その位置の3本のボルトは緩める
だけでよく、取外す必要はない。
【0045】さらに、請求項1または2に記載された発
明は、実施形態の電磁比例リリーフ弁に限定されるもの
ではなく、他の電磁比例制御弁はもとより、オン・オフ
作動型の電磁切換弁などの電磁作動弁においても、弁本
体に対するニードル、ポペットまたはスプールなどの相
対位置を調整する場合に使用することができる。
【0046】
【発明の効果】請求項1に記載された発明によれば、シ
ムの増減を行う際に、ソレノイド取付用のボルトのう
ち、シム間のボルト通し溝に挿入されたボルトは緩める
だけでよく、シム増減の都度、ソレノイドを弁本体から
外す必要がないので、シムによる調整を容易に行うこと
ができ、従来品に比べて作業効率が向上するとともに、
残圧による油の噴出を防止することができる。
【0047】請求項2に記載された発明によれば、2本
のボルトを緩め、2本のボルトを取外すのみで、シムの
増減を容易に行うことができる。
【0048】請求項3に記載された発明によれば、シム
の増減によりソレノイドへの入力電流とリリーフ設定圧
との相対的関係を容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明に係る電磁作動弁としての電磁
比例リリーフ弁の一実施形態を示す断面図、(B)はそ
のシムを示す平面図である。
【図2】(A)は従来の電磁比例リリーフ弁を示す断面
図、(B)はそのシムを示す平面図である。
【図3】(A)は同上リリーフ弁のソレノイドでの電流
値と推力との関係を示す特性図、(B)はプッシュロッ
ドのストロークと推力との関係を示す特性図、(C)は
入力電流と入口圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 ソレノイド 3 弁体としてのニードル 12 弁本体 14 ボルト 41 シム 41c ボルト通し穴 41d ボルト通し溝

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁本体とこの弁本体内の弁体を軸方向に
    作動するソレノイドとの間にシムを設け、ソレノイドか
    らシムを挿通したボルトによりソレノイドを弁本体に固
    定した電磁作動弁において、 一枚のシムを複数に分割し、分割されたシム内にボルト
    を挿通するためのボルト通し穴を設けるとともに、分割
    されたシム相互間の対向辺部にボルトを嵌入するための
    ボルト通し溝を設けたことを特徴とする電磁作動弁。
  2. 【請求項2】 正方形状のシムを対角線に沿って2分割
    し、各シムの分割されない角部にボルト通し穴を設け、
    分割された角部にボルト通し溝を設けたことを特徴とす
    る請求項1記載の電磁作動弁。
  3. 【請求項3】 電磁比例リリーフ弁における弁本体とソ
    レノイドとの間のシムを分割し、分割された各シムにボ
    ルト通し穴およびボルト通し溝を設けたことを特徴とす
    る請求項1または2記載の電磁作動弁。
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