JP3854677B2

JP3854677B2 - 電磁バルブ

Info

Publication number: JP3854677B2
Application number: JP01497897A
Authority: JP
Inventors: フランツヴンダーアルフレッド
Original assignee: Wartsila NSD Schweiz AG
Current assignee: Wartsila NSD Schweiz AG
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: EP0802357A1; DK0802357T3; EP0802357B1; CN1167885A; KR970070677A; JPH09317928A; KR100461935B1; CN1086021C; DE59604369D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力媒体の流れを制御するための電磁バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動モータまたは電磁石によって直接的に制御されるバルブでは、バルブスライダが駆動モータまたは電磁石により、一方の位置と他方の位置とに配置されて、それぞれの位置に保持される。配置の切換に充分な動力を発生するのに要する電気エネルギー量は概してジュール熱に変換されるため、切換に必要な時間は厳しい制約を受け、一般にコイルの冷却が必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解消する電磁バルブを提供するためになされたものであって、本発明の電磁バルブでは、バルブスライダがそれぞれ電気的に生成される位置に圧力媒体によって保持される。
【０００４】
本願によって達成される利点は動作時間が短縮されることにあり、それによって駆動手段がオンに切り換えられている時間がミリセカンドまたはそれ以下の範囲にされる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、圧力媒体の流れを制御するための電磁バルブであって、駆動エレメントと、バルブハウジングと、圧力媒体のための少なくとも一つの供給通路と、少なくとも一つの別の通路とを備えている。前記各通路はバルブハウジングに形成されており、前記駆動エレメントに接続されるとともにバルブハウジング内にて軸方向に移動可能に配置されたバルブスライダを有する。前記バルブスライダは前記供給通路と別の通路との間を接続または遮断するそれぞれの位置に切換可能である。
【０００６】
前記バルブスライダには第１の補助制御エッジ及び第２の補助制御エッジが設けられ、前記バルブハウジングには第１の制御室及び制御通路が設けられ、前記制御通路が前記別の通路及び第１の制御室を接続し、バルブスライダを圧力媒体にて切換位置に維持するため、バルブスライダの第１の切換位置において、第２の補助制御エッジが前記制御通路を閉鎖し、かつ、第１の補助制御エッジが第１の制御室を供給通路に連通させ、バルブスライダの第２の切換位置において、第２の補助制御エッジが制御通路を開くことにより第１の制御室が別の通路に連通され、かつ、第１の補助制御エッジが制御室と供給通路との間の接続を遮断し、よって、補助通路を介して第２の制御室内にて生成される静圧によってバルブスライダが第２の切換位置に保持される。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、圧力媒体の流れを制御するための電磁バルブであって、駆動エレメントと、バルブハウジングと、圧力媒体のための少なくとも一つの供給通路と、少なくとも一つの別の通路とを備え、前記通路はバルブハウジングに形成されており、前記駆動エレメントに接続されるとともにバルブハウジング内にて軸方向に移動可能に配置されたバルブスライダを有し、前記バルブスライダは前記供給通路と別の通路との間を接続または遮断するそれぞれの位置に切換可能である。前記バルブスライダには第１の補助制御エッジ及び第２の補助制御エッジが設けられ、前記バルブハウジングには第１の制御室及び制御通路が設けられ、前記制御通路が前記別の通路及び第１の制御室を接続し、バルブスライダを圧力媒体にて切換位置に維持するため、バルブスライダの第１の切換位置において、第２の補助制御エッジが前記制御通路を閉鎖し、かつ、第１の補助制御エッジが第１の制御室を供給通路に連通させ、バルブスライダの第２の切換位置において、第２の補助制御エッジが制御通路を開くことにより第１の制御室が別の通路に連通され、かつ、第１の補助制御エッジが制御室と供給通路との間の接続を遮断し、前記バルブスライダを第２の切換位置に維持するため、第２の制御室内に配置された弾性エレメントを有する。
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の電磁バルブにおいて、前記バルブハウジングが、供給通路、別の通路及びバルブ本体を備えたハウジングを有する。そのハウジングはバルブスライダを受け入れる貫通孔と、前記供給通路と別の通路とを連通する環状の凹部と、各凹部が貫通孔に接続されるボアとを備えている。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の電磁バルブにおいて、前記別の通路を第１の制御室に接続するため、バルブハウジングに制御通路が設けられている。
請求項５に記載の発明では、前記バルブは３ポート２位置切換バルブであって、そのバルブはバルブハウジングと、供給通路、引込通路及び排出通路とを備え、それらの通路はバルブスライダに接続され、かつ前記排出通路を第１の制御室に接続する制御通路に接続されている。
【０００９】
請求項６に記載の発明では、前記補助通路は前記排出通路を前記第２の制御室に接続する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明を説明する。
図１は３／２方向切換バルブ（３ポート２位置切換バルブ）を示す。バルブは駆動エレメント１、バルブスライダ即ちバルブスプール２、バルブ本体４を備えたバルブハウジング３及びハウジング５を備えている。駆動エレメント１は欧州特許公開第５７０６４９号に記載の電気力学的駆動源である。従って、その公報の記載内容と同一の部分については省略する。
【００１２】
バルブスライダ２はロッド状をなし、ほぼ円形の断面を有し、かつその一端にて駆動エレメント１に連結されている。バルブスライダ２は圧力媒体の流れを制御する２つの制御エッジ６、７、及び、第１、第２の補助制御エッジ８，９を備えている。その作用については後述する。
【００１３】
２つの制御エッジ６，７を形成するため、部分１０が設けられている。この部分１０はバルブスライダの外径と比べて小さい外径を有する。従って、環状の断面を備えた流体室１１が形成される。
【００１４】
図２に示すように、第１及び第２補助制御エッジ８，９を形成するため、縮小された断面を有する部分１２が設けられている。その部分１２は円形部分１３及び平坦部分１４を備えている。また、平坦部分１４には第２補助制御エッジ９に隣接する溝１５が形成されている。
【００１５】
バルブ本体４は円筒状をなし、軸方向の貫通孔２１を備えている。その貫通孔２１内にはバルブスライダ２が移動可能に配置されている。前記バルブ本体４のジャケット面には溝状をなす複数の凹部２２が互いに離間して形成されている。ボア２３はそれぞれ凹部２２を貫通孔２１に接続しており、更に、凹部２４がバルブ本体４に設けられている。
【００１６】
ハウジング５は２つのハウジング部分２６，２７を備え、それらのハウジング部分は適宜の連結エレメント（図示略）によって連結されている。第１のハウジング部分２６はバルブ本体４を受け入れるための貫通孔２８と、圧力媒体の供給源に接続可能な供給通路２９と、例えばコンテナに接続可能な引込通路３０及び排出通路３１と、制御通路３２の第１の部分とを備え、その制御通路３２は第１のハウジング部分２６の前側から排出通路３１に向かって延びてその排出通路３１に対して開放されている。
【００１７】
第２のハウジング部分２７は駆動エレメント及び電気的接続エレメント（いずれも図示略）を支持するための手段を備えている。
第２のハウジング部分２７の前側には突起３５が形成され、その上に第１のハウジング部分２６が装着されている。第２のハウジング部分２７にはボア３６が設けられ、前記突起３５はそのボア３６と同軸状に形成されている。第２のハウジング部分２７には制御通路３２の第２の部分が形成され、制御通路３２の第１の部分を前記ボア３６に接続している。制御通路３２の第２の部分は閉鎖部分３７において閉鎖される。
【００１８】
図１に示すように、バルブ本体４は第１のハウジング部分２６の貫通孔２８に挿入され、その一端面にてサークリップ３９に接触している。制御室４０はこの途中に形成されている。バルブ本体４はその他端面においてスリーブ４１によって支持され、そのスリーブ４１は貫通孔２８内に配置されると共にカバー４２によって保持され、カバー４２は第１のハウジング部分２６を閉鎖している。スリーブ４１の基部には貫通孔４３が形成されている。
【００１９】
図３に示す実施形態のバルブには第２の接続通路５１が形成され、第２の制御室５２に前記排出通路３１を接続している。
以下に３／２方向制御バルブの作用を説明する。このバルブを作動させるには供給通路２９に圧力媒体ｄを供給することが必要である。バルブは２つの切換位置を備え、図１においてはそれらの切換位置の中間位置に配置されている。バルブスライダ２が駆動エレメント１によって一方の、即ち第１の切換位置（図１において右方）に移動されると、排出通路３１と引込通路３０とが接続される。バルブスライダ２がこの位置に配置される時、第２の補助制御エッジ９がまず制御通路３２を通過して、その制御通路を閉鎖する。その後、第１の補助制御エッジ８が供給通路２９の開口部分を通過する。それにより、圧力媒体が環状通路６１（図２参照）を介して制御室４０に流れる。バルブスライダ２と部分１３との外径の相違により所定の力が生成され、その力により、電気的に生成された切換位置にバルブスライダ２が保持される。
【００２０】
駆動エレメントを励起するための電流は前記の力が発生した直後に中断されるため、駆動エレメントのオン状態に切り換えられている時間が効果的に短縮される。
【００２１】
バルブが駆動エレメント１によって他方の、即ち第２の切換位置（図１において左方）に配置された場合、供給通路２９と引込通路３０とが接続される。この配置時には、第１の補助制御エッジ８が供給通路２９の開口部を通過して供給通路２９と制御室４０との間の接続を遮断し、一方、第２の補助制御エッジ９が前記制御室４０を接続通路３２に接続する。それにより、圧力媒体が排出通路３１を介して流出する。
【００２２】
ハイドローリックシステムでは、一般に水力学上の理由により特定の静圧が作用するため、この静圧が、前記制御室５２内に突出するバルブスプール２に、接続通路５１及びスリーブ４１の孔５４を介して作用し、バルブスプールを他方の切換位置に保持する。
【００２３】
図４に示す実施形態では、バルブスライダ２がバネ（弾性エレメント）５５の付勢力により他方の切換位置に保持されている。そのバネ５５はバルブスライダ２の端面に作用している。そのため、流体圧力を作用させることなく切換位置を設定することができるという利点がある。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のバルブは、電磁駆動エレメント、その駆動エレメントに連結され、２つの端位置に切換可能なバルブスライダと、供給通路、引込通路、排出通路及び制御室を備えたバルブハウジングとを備えている。第１の切換位置において、バルブスライダは引込通路及び排出通路を接続し、第２の切換位置において、供給通路及び引込通路を接続する。第１の補助制御エッジ及び第２の補助制御エッジがバルブスライダに設けられている。制御通路は排出通路及び制御室を接続する。圧力媒体によってバルブスライダを第１の切換位置に保持するため、第１の端部位置において、制御通路は閉鎖され、制御室が供給通路に連通する。バルブスライダが第２の制御室内にて作用する静圧によって第２の切換位置に維持された状態で、制御通路は開放されて、流体室が供給通路を引込通路に接続される。
【００２５】
従って、駆動エレメントの出力エネルギーは圧力媒体によるバルブスライダの保持によって効果的に低減され、それにより駆動エレメントの冷却が不要になって、駆動エレメントのオン状態に切換られる時間が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第一実施形態におけるバルブの軸方向断面図。
【図２】図１のバルブの一部を拡大して示す断面図。
【図３】図１のバルブを変形した第二実施形態を示す断面図。
【図４】第一及び第二実施形態の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１…駆動エレメント、２…バルブスライダ、３…バルブハウジング、４…バルブ本体、８…第１の補助制御エッジ、９…第２の補助制御エッジ、２１…貫通孔、２２…凹部、２３…ボア、２９…供給通路、３０…引込通路、３１…排出通路（別の通路）、３２…制御通路（接続通路）、４０…制御室、４２…カバー、５１…第２接続通路（補助通路）、５１…補助通路（接続通路）、５２…第２の制御室、５５…バネ（弾性エレメント）。

Claims

圧力媒体の流れを制御するための電磁バルブであって、駆動エレメント（１）と、バルブハウジング（３、５）と、圧力媒体のための少なくとも一つの供給通路（２９）と、少なくとも一つの別の通路（３０、３１）とを備え、前記通路はバルブハウジングに形成されており、前記駆動エレメント（１）に接続されるとともにバルブハウジング内にて軸方向に移動可能に配置されたバルブスライダ（２）を有し、前記バルブスライダは前記供給通路と別の通路との間を接続または遮断するそれぞれの位置に切換可能である電磁バルブにおいて、
前記バルブスライダ（２）には第１の補助制御エッジ（８）及び第２の補助制御エッジ（９）が設けられ、
前記バルブハウジング（３、５）には第１の制御室（４０）及び制御通路（３２）が設けられ、前記制御通路（３２）が前記別の通路（３１）及び第１の制御室（４０）を接続し、
バルブスライダ（２）を圧力媒体にて切換位置に維持するため、バルブスライダ（２）の第１の切換位置において、第２の補助制御エッジ（９）が前記制御通路（３２）を閉鎖し、かつ、第１の補助制御エッジ（８）が第１の制御室（４０）を供給通路（２９）に連通させ、
バルブスライダ（２）の第２の切換位置において、第２の補助制御エッジ（９）が制御通路（３２）を開くことにより第１の制御室（４０）が別の通路（３１）に連通され、かつ、第１の補助制御エッジ（８）が制御室（４０）と供給通路（２９）との間の接続を遮断し、よって、補助通路（５１）を介して第２の制御室（５２）内にて生成される静圧によってバルブスライダが第２の切換位置に保持されることを特徴とする電磁バルブ。
圧力媒体の流れを制御するための電磁バルブであって、駆動エレメント（１）と、バルブハウジング（３、５）と、圧力媒体のための少なくとも一つの供給通路（２９）と、少なくとも一つの別の通路（３０、３１）とを備え、前記通路はバルブハウジングに形成されており、前記駆動エレメント（１）に接続されるとともにバルブハウジング内にて軸方向に移動可能に配置されたバルブスライダ（２）を有し、前記バルブスライダは前記供給通路と別の通路との間を接続または遮断するそれぞれの位置に切換可能である電磁バルブにおいて、
前記バルブスライダ（２）には第１の補助制御エッジ（８）及び第２の補助制御エッジ（９）が設けられ、
前記バルブハウジング（３、５）には第１の制御室（４０）及び制御通路（３２）が設けられ、前記制御通路（３２）が前記別の通路（３１）及び第１の制御室（４０）を接続し、
バルブスライダ（２）を圧力媒体にて切換位置に維持するため、バルブスライダ（２）の第１の切換位置において、第２の補助制御エッジ（９）が前記制御通路（３２）を閉鎖し、かつ、第１の補助制御エッジ（８）が第１の制御室（４０）を供給通路（２９）に連通させ、
バルブスライダ（２）の第２の切換位置において、第２の補助制御エッジ（９）が制御通路（３２）を開くことにより第１の制御室（４０）が別の通路（３１）に連通され、かつ、第１の補助制御エッジ（８）が制御室（４０）と供給通路（２９）との間の接続を遮断し、前記バルブスライダを第２の切換位置に維持するため、第２の制御室（５２）内に配置された弾性エレメント（５５）を有することを特徴とする電磁バルブ。
前記バルブハウジング（３）は、供給通路（２９）、別の通路（３０，３１）及びバルブ本体（４）を備えたハウジング（５）有し、そのハウジングはバルブスライダ（２）を受け入れる軸方向の貫通孔（２１）と、前記供給通路と別の通路（３０，３１）とを連通する環状の凹部（２２）と、各凹部（２２）が貫通孔（２１）に接続されるボア（２３）とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁バルブ。
前記別の通路（３１）を第１の制御室（４０）に接続するため、バルブハウジング（３）に制御通路（３２）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の電磁バルブ。
前記バルブは３ポート２位置切換バルブであって、そのバルブはバルブハウジング（３）と、供給通路、引込通路及び排出通路（２９，３０，３１）とを備え、それらの通路はバルブスライダ（２）に接続され、かつ前記排出通路（３１）を第１の制御室（４０）に接続する制御通路（３２）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁バルブ。
前記補助通路（５１）は前記排出通路（３１）を前記第２の制御室（５２）に接続することを特徴とする請求項５に記載の電磁バルブ。