JPH0142709Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はソレノイドバルブに関し、詳しくは
パンチプレス機等の工作機械に好適するソレノイ
ドバルブに関する。

工作機械には、動力源と材料の加工工具または
材料の送り手段とを油圧のクラツチ、ブレーキで
連結し、該クラツチ、ブレーキをソレノイドバル
ブでもつて入切制御して加工動作せしめるものが
多種ある。

例えばパンチプレス機ではフライホイールの回
転を油圧クラツチ、ブレーキを介してクランク軸
に断続的に伝達し、ラムおよびパンチを上下動さ
せて穴明け加工するが、該クラツチ、ブレーキの
入切のタイミングはミリ秒単位で正確に行わなけ
ればならず、パンチプレス機において上記入切タ
イミングがミリ秒単位でずれることは、いわゆる
クランク軸の上死点外れを引き起こし運転の停止
を余儀なくされる。そして、特に近年、上記パン
チプレス機等の工作機械を自動倉庫および他の工
作機械と組合わせて、いわゆるFMS（フレキシブ
ルマニフアクチヤリングシステム）として用いる
事例が増加してきているが、そのような場合には
一台の工作機械の運転停止が全システムの稼動停
止に結びつくことから、上記トラブルの発生はよ
り一層頻度少く防止されなければならなくなつて
いる。

そこで、この考案の考案者は上記事実に鑑み、
鋭意研究の結果、該クラツチ、ブレーキの入切タ
イミングのずれの発生がクラツチ、ブレーキの摩
耗等による特別な連続的に発生するトルブルの場
合を除いて、クラツチ、ブレーキ自体の動作速度
の変化に起因するものではなく、その発生要因の
大部分が該クラツチ、ブレーキを制御するソレノ
イドバルブの切換速度の変化によるものであるこ
とをつきとめ、さらに該ソレノイドバルブの切換
速度の変化が外気温の変動による油の粘性の変化
に基くものであることをつきとめ、本考案に到達
したのである。

すなわち、この考案は、バルブ本体を一定温度
に保温するヒータ装置を設けることにより、動作
速度が常時一定で、パンチプレス機等の工作機械
に用いた場合に、上述の上死点外れのようなトラ
ブルの発生を可及的に減少できる新規なソレノイ
ドバルブを提供するものである。

以下、図面に基づいて、この考案に係るソレノ
イドバルブをパンチプレス機のクラツチ、ブレー
キ制御用として用いた実施例について説明する。

すなわち、第１図はパンチプレス機の駆動系部
分の側面図、第２図はクランク軸１に取付けたク
ラツチ・ブレーキ２の縦断面図であるが、この例
のパンチプレス機では油圧クラツチ、油圧ブレー
キとして、両者が一体となつた西独オルトリング
ハウス社製の「湿式・油圧・多板クラツチ・ブレ
ーキコンビネーシヨン」を用いている。第１図に
おいて３はフライホイール、４は該フライホイー
ル３とベルト５連結した駆動モータであり、６は
この考案に係るクラツチ・ブレーキ制御用のソレ
ノイドバルブ、７はアキユムレータである。

以下、上記クラツチ・ブレーキ２の構造につい
て説明するが、クラツチ・ブレーキとして他のも
のを用いてもよいことはもちろんである。

すなわち、この油圧クラツチ・ブレーキ２はフ
ライホイール３連結側がクラツチ部８、機体フレ
ームＦへの連結側がブレーキ部９になつており、
クラツチ側のハウジング８ａとブレーキ側のハウ
ジング９ａ間に軸受１１が介装してあり、夫々の
ハウジング８ａ，９ａにはアウタープレート１
２，１３が、クランク軸１にキー固定されたハブ
１４にはインナープレート１５，１６が設けられ
ている。そしてハブ１４の中間部にはスプリング
１７によつて常時矢印イ方向へ、つまりブレーキ
方向へ付勢したピストン体１８が設けてあり、該
ピストン体１８がクランク軸１に穿設した油路１
９を介して導入される油圧により前後動すると、
ピストン体１８の前後面がインナープレート１５
または１６を押圧してクラツチ８、ブレーキ９が
選択的に入切されるようになつている。つまり、
油圧が加わるとピストン体１８がスプリング１７
に抗して移動してクラツチ８が入いり、油圧が無
くなるとピストン体１８がスプリング１７によつ
て移動されてブレーキ９が働くのである。

次に、上記油路１９へと連結されてクラツチ・
ブレーキ２を制御するこの考案に係るソレノイド
バルブ６について説明すると、該バルブ６は、こ
の例ではスプリングオフセツトの２位置切換弁で
あり、第５図示のソレノイド２１が非励磁で、ス
プール２２が右位置にある状態では、油は前記油
路１９から還流してきてポートＡを経てタンクへ
と流れ、前記クラツチ・ブレーキ２はスプリング
１７の作用によつてブレーキ９側が働いた状態と
なり、ソレノイド２１が励磁され、スプール２２
が第５図左位置になれば、油は逆にポートＡから
クラツチ・ブレーキ２へと流れブレーキ９が外れ
てクラツチ８が働く状態となるよう連結されてい
る。

なお、この例のパンチプレス機ではスプリング
オフセツトの２位置切換弁を用いているために、
３位置切換弁を用いる場合に比してストロークが
短い分だけ切換速度が速く、パンチのヒツトレイ
トが高くなると共に、停電時にもスプリング１７
によつてブレーキ９側が働く方向に切換わるため
に、パンチが制御不能にパンチし続けるという事
態を生じない長所があるが、クラツチ・ブレーキ
２の制御用としてのソレノイドバルブとしては上
記スプリングオフセツトの２位置切換弁に限定さ
れない。

そして、上記ソレノイドバルブ２１のバルブ本
体２３上には、この考案に従つて次のようなヒー
タ装置２４が被嵌して設けてある。

すなわち、第３，４図に示したように、本体２
３に被嵌した断面コ字形のアルミ製枠部材２５内
に左右で６本のヒータ２６（発熱量900ワツト）
を埋設し、上部に温度検出用の熱電対２７を埋設
してあつて、該熱電対２７およびヒータ２６は図
示しない温度コントローラに接続してあり、該ヒ
ータ２６およびバルブ本体２３が常時せつ氏40度
の温度に保温されるようになつている。該せつ氏
40度の設定温度は油の動粘性指数において粘性が
最適の値になる温度である。

また、上記ヒータ装置２４と同様構造のヒータ
装置２８をソレノイド２１の保持フレーム２９の
まわりに追加して設けてもよい（第５図示の例で
は、ヒータ装置２４（第１のヒータ装置）とヒー
タ装置２８（第２のヒータ装置）とを互いに端部
が密着した状態で設けてあり、該第１、第２のヒ
ータ装置２４，２８で、バルブ本体２３と保持フ
レーム２９の大部分の外表面を覆つている。） この実施例に係るソレノイドバルブを設けたパ
ンチプレス機は以上のようになつていて、次のよ
うにして始動および運転する。

すなわち、外気温と上述の最適温度（40度）と
の差が最大になる冬期あるいは寒冷地において、
冒頭に述べた理由から、クラツチ、ブレーキのタ
イミングが遅れ勝ちになり、特に始動時にいわゆ
る上死点外れが頻発し、冒頭に述べたトラブルを
招くのであるが、上記条件下においても、前記駆
動モータ４を回転し定常のパンチ運転に入いる前
に、ヒータ装置２４または２４，２８のスイツチ
を入れソレノイドバルブ６自体を設定温度（40
度）まで昇温し（昇温所要時間は２〜３分であ
る）、保温しておくと、該ウオーミングアツプ操
作（２〜３分）の後直ちに駆動モータ４を回転し
定常のパンチ運転に入いつても、クラツチ・ブレ
ーキ２の入切タイミングは全く正常に行われ、上
死点外れのトラブルは発生しなかつたのである。

つまり、これを定性的に分析すると、上記条件
下では前記バルブ本体２３内での油の粘性が、低
温の外気により増大することによつて、スプール
２２の移動抵抗が増大すると共にスプール２２間
の間隙を流通する油の流速も低下し、よつてクラ
ツチ、ブレーキのタイミングが遅れ勝ちになつた
ものと思われるが、上記ヒータ装置２４，２８を
設けてバルブ本体温度を常時40度の最適温度にな
すことにより、バルブ本体２３内へ流入してくる
油は本体２３よりもはるかに熱容量が小なことか
ら、本体によつて直ちに適温度（40度）まで昇温
され、粘性が低下されて、スプール２２の移動抵
抗が減少すると共に、バルブ６内での油の流速が
増し、したがつて、前記クラツチ・ブレーキ２へ
の油の供給およびクラツチ・ブレーキ２からの油
の排出が、ソレノイド２１の励時タイミングおよ
びスプリング３１の弾性による復元タイミングと
ずれなくほとんど同時に行われ、クラツチ・ブレ
ーキ２の動作タイミングが遅れなく正常に行われ
るものと考えられる。

また、上記実施例のソレノイドバルブ６では、
ソレノイド２１によつて移動されるコア３２の移
動シリンダ３３中にも油が流通していて、コアの
移動に伴うコア前後の油の相互流通はコアの側面
に形成したスリツト溝３２ａを通じて行われるの
で、このコア３２の移動速度も油の粘性の変動に
よつて変化するものと考えられるが、該ソレノイ
ド２１の保持フレーム２９のまわりのヒータ装置
２８によりフレーム２９が一定の最適温度に保持
されることにより、該コア３２の移動速度も一定
に保たれている。

そして、さらに上記分析に基き、特に始動時に
おいて次のような操作を行うことも有効であつ
た。

すなわち、ソレノイド２１は励磁状態を続けて
いるとそれ自体発熱することから、始動時にのみ
上記ヒータ装置２４，２８による昇温操作に加え
て、ソレノイド２１を励磁し続ける操作を行い、
シリンダ３３内の油をフレーム２９内部から直接
昇温せしめるのであり、この操作を行うことによ
つて通常のパンチ運転に移行するまでの上記ウオ
ーミングアツプ時間（２〜３分）をさらに短縮す
ることができた。

なお、上記操作を行う際にはソレノイドの励磁
によつて前記クラツチ・ブレーキ２のクラツチ８
側が「入」となることから、不測にパンチ運転が
行われることを防ぐために、該パンチプレス機の
始動プログラムにおいてソレノイド２１の連続励
磁の終了と前記駆動モータ４の回転開始とをイン
ターロツクをとつておき、該ウオーミングアツプ
操作中は駆動モータ４が駆動されないようにして
おく。

また、上記実施例はこの考案のソレノイドバル
ブを、パンチプレス機のクラツチ、ブレーキの制
御用として取付けたものであつたが、他の工作機
械のいずれにも適用しうることはもちろんであ
る。

いずれにしても、以上の説明で明らかなよう
に、この考案に係るソレノイドバルブは、バルブ
本体およびソレノイドの保持フレームを一定温度
に保温するヒータ装置を、密着してかつそれらの
外表面の大部分を覆うようにして設け、該ヒータ
装置によつてバルブ本体およびソレノイドの保持
フレームを油の粘性が最適になる所定温度に保温
せしめるので、該ソレノイドバルブの切換速度が
一定し、特にミリ秒単位での正確な切換タイミン
グが要求されるパンチプレス機等の工作機械に適
用して、冒述したクランク軸の上死点外れ等のト
ラブルを可及的に低減することができる。また、
この考案に係るソレノイドバルブではバルブ本体
が肉厚になしてあり、かつヒータ装置の枠部材も
肉厚になしてあるので、それらの熱容量が大き
く、低温の油が該バルブ内に流入してきても上記
所定温度になされたバルブ本体の温度変動幅は小
さく抑えられるという効果があり、さらにこの効
果は、第１、第２のヒータ装置がバルブ本体およ
びソレノイドの保持フレームの外表面の大部分を
密に覆つていることによつても増強されている。

さらに、またヒータ装置の温度制御は該ヒータ
装置の枠部材そのものに埋設した熱電対による温
度測定によつているので、ヒータ装置の温度保持
が正確になされ、ひいてはバルブ本体の温度変動
幅を小に抑えると共に、バルブ本体自身の保持温
度が正確な所定温度に保たれる結果となつてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のソレノイドバルブを備えた
パンチプレス機の駆動系部分の側面図、第２図は
クランク軸に取付けたクラツチ・ブレーキの縦断
面図、第３図はソレノイドバルブの側面図、第４
図は同正面図、第５図は同縦断面図である。 ６……ソレノイドバルブ、２１……ソレノイ
ド、２２……スプール、２３……バルブ本体、２
４……第１のヒータ装置、２５……枠部材、２６
……ヒータ、２７……熱電対、２８……第２のヒ
ータ装置、２９……保持フレーム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部に移動可能なスプールを有するバルブ本体
   と、該バルブ本体内のスプール駆動用のソレノイ
   ドを内装した保持フレームとを一体に設けた油圧
   回路中のソレノイドバルブであり、上記バルブ本
   体を肉厚に形成すると共に、該バルブ本体の外表
   面に密着せしめて、一定温度に保持される第１の
   ヒータ装置を上記外表面の大部分を覆うように被
   嵌し、かつ上記保持フレームについてもその外表
   面に密着せしめて一定温度に保持される第２のヒ
   ータ装置を上記外表面の大部分を覆うように被嵌
   してあり、上記第１、第２のヒータ装置は肉厚の
   枠部材内に所定の発熱量を有するヒータと、該ヒ
   ータへの電気の入切りを制御してヒータ装置を一
   定温度に保持するための熱電対が埋設してあるこ
   とを特徴とするソレノイドバルブ。