JPH0531283Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、比例ソレノイドへの通電量によつて
定まる流体圧を出力する５ポート電空比例弁に関
するものである。

［従来の技術］ ストローク終端で出力部材に調整可能な一定の
作用力を保持することが要求され、復帰に際して
は単に切換弁による流路の切換えで出力部材を復
帰させるようなアクチユエータを駆動するための
５ポート弁は、例えば特開昭63−38703号公報等
により公知である。

この種の５ポート弁は、同広報に示されている
ように、供給ポートと、一対の出力ポートと、一
対の排出ポートとを備えた弁本体内に、比例ソレ
ノイドにより駆動されるスプールを備え、該スプ
ールのストローク範囲内に、上記比例ソレノイド
の駆動力とスプールに作用するフイードバツク作
用力とのバランスにより一方の出力ポートへの出
力圧を比例制御する比例弁機能部分と、他方の出
力ポートを供給ポートに切換連通させる切換弁機
能部分とを設けた５ポート電空比例弁として構成
することができる。

しかしながら、第３図に示すような比例ソレノ
イド１において、固定鉄心２と可動鉄心３間の吸
引力は、可動鉄心３の全ストロークにおいて一定
ではなく、第４図に示すように、可動鉄心３が固
定鉄心２の凹部２ａ内またはその近くに位置する
有効ストローク範囲イにおいては一定であるが、
可動鉄心３がそれよりも離れたストロークロにお
いては一定でない。なお、第３図中の符号４は、
鉄心２，３間の吸引力が鉄心の接近により急増す
る範囲をカツトするためのストツパである。

一般に電空比例弁で圧力制御を行う場合は、一
定の通電量に対する比例ソレノイドの吸引力がス
プールのストローク全域で一定でなければならな
いが、上記比例ソレノイドの特性により、比例ソ
レノイドで駆動される電空比例弁では、スプール
のストロークがその比例ソレノイドの有効ストロ
ークにより制限され、その有効断面積を大きくと
ることができず、スプールのストロークを大きく
するには、比例ソレノイドを大型化する必要があ
る。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案が解決しようとする課題は、比例ソレノ
イドにおける鉄心間の吸引力が通電量に比例しな
い初期のストローク範囲を、弁部材の流路の切換
えに利用することによつて、応答性の高い５ポー
ト電空比例弁を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本考案の５ポート電
空比例弁は、供給ポート、その両側の第１、第２
出力ポート、さらにその両側の第１、第２排出ポ
ートを有する弁本体と、中立位置を中心とする駆
動側と復帰側への変位によつて、供給ポートと出
力ポートの一方の間の流路及び出力ポートの他方
と排出ポート間の流路をそれぞれ連通させる弁部
材とを備えた弁部、並びに上記弁部材に駆動力を
作用させるソレノイドと、復帰力を作用させる復
帰ばね及び出力流体のフイードバツク室とを備え
た駆動部を備えた５ポート電空比例弁において、
上記５ポート電空比例弁に、上記弁部材に作用す
る復帰力を、中立位置近くにおいてカツトするた
めの復帰力のカツト手段を設け、上記ソレノイド
を、鉄心間の吸引力がソレノイドの通電量に比例
する比例ソレノイドとしたことを特徴としてい
る。

［作用］ 比例ソレノイドに非通電のときは、復帰力のカ
ツト手段によつて、弁部材に作用する復帰力が弁
部材の中立位置近くにおいてカツトされるので、
弁部材は、供給ポートと第２出力ポート間の流路
及び第１出力ポートと第１排出ポート間の流路が
連通する位置に変位している。したがつて、弁部
材に復帰力が作用していない。

比例ソレノイドに一定の通電量で通電すると、
弁部材に復帰力が作用していないため、鉄心間の
吸引力が小さい可動鉄心初期のストロークにおい
て、弁部材は、該弁部材に復帰力が作用する位置
まで駆動する。

可動鉄心のストロークが進んで、鉄心間の吸引
力、即ち比例ソレノイドの駆動力が通電量に比例
して一定になる有効ストロークに達すると、弁部
材が復帰ばねの復帰力に抗してさらに同方向に駆
動して、第２出力ポートと第２排出ポート間の流
路及び供給ポートと第１出力ポート間の流路が連
通するので、供給ポートの圧力流体が第１出力ポ
ートに流出するとともに、フイードバツク室に流
入する。

第１出力ポートの流体圧の上昇に伴つてフイー
ドバツク室の流体圧が上昇し、比例ソレノイドの
駆動力とフイードバツク流体の作用力及び復帰ば
ねの付勢力の和よりなる復帰力とが等しくなる
と、弁部材が中立位置に停止して、第１出力ポー
トの流体圧が、比例ソレノイドへの通電量で定ま
る所定の圧力に保持される。

この場合、可動鉄心が有効ストロークに達する
以前の駆動力の小さいストロークにおいて、弁部
材、復帰力が作用する位置まで駆動させることに
より、比例ソレノイドの有効ストロークを比例弁
機能に利用できるため、ポート開閉のためのスト
ロークが大きくなつて流路の有効断面積を大きく
できるので、電空比例弁の応答性が向上する。

比例ソレノイドへの通電を断つと、復帰力によ
り弁部材が中立位置近くに移動し、この位置にお
いて、復帰力のカツト手段によつて弁部材に作用
する復帰力がカツトされる。

［実施例］ 第１図は本考案の実施例を示し、この電空比例
弁は、弁部１１、駆動部１２を備え、サブプレー
ト１３に載置されている。

上記弁部１１における弁本体１５は、圧力流体
の供給ポートＰ、第１、第２の出力ポートＡ，Ｂ
及び第１、第２の排出ポートEA，EBを備え、弁
本体１５に上記各ポートに連通する開口を有する
スリーブ１６を内設し、該スリーブ１６の両側に
第１、第２セツトブロツク１８，１９を設け、第
２セツトブロツク１９側はブツシユを介してエン
ドプレート２０で閉鎖されており、上記スリーブ
１６内に、供給ポートＰと出力ポートＡ，Ｂ間の
流路と、出力ポートＡ，Ｂと排出ポートEA，EB
間の流路とを切換えるスプール１７が、摺動自在
に嵌挿されている。

復帰力のカツト手段を構成するセンタリングブ
ツシユ２２は、第２セツトブロツク１９内におい
てスプール１７の軸方向に変位可能に設置され、
外周をスプール１７に向けて順次縮径して、スプ
ール１７の中立位置近くにおいてスリーブ１６に
係止する係止部２２ａとスプール１７に当接する
当接部２２ｂを形設し、第２セツトブロツク１９
との間に縮設した復帰ばね２３によつてスリーブ
１６側に向けて付勢されており、スプール１７と
第２セツトブロツク１９間のフイードバツク室２
４は、フイードバツク通路２５によつて第１出力
ポートＡに連通している。

一方、上記駆動部１２は、弁部１１内に延出し
てスプール１７を押圧する棒杆２７を、コイルへ
の通電により固定鉄心２８に吸引される可動鉄心
２９に連結し、これによつて構成されるソレノイ
ド２６は、第３図に示す比例ソレノイド１と同様
に、鉄心２８，２９間の吸引力、即ちソレノイド
の駆動力が、第４図の有効ストロークイにおいて
コイルへの通電量に比例する比例ソレノイドとし
て構成している。

上記比例ソレノイド２６により駆動されるスプ
ール１７は、そのストローク範囲内に、比例ソレ
ノイド２６の駆動力とスプール１７に作用するフ
イードバツク作用力とバランスにより第１出力ポ
ートＡへの出力圧を比例制御する比例制御弁機能
部分と、第２出力ポートＢを供給ポートＰに切換
連通させる切換弁機能部分とを設けている。

第１図中の符号３２は、比例ソレノイドのコイ
ルに給電するソケツトである。

次に、第２図を参照して、上記実施例の動作を
説明する。

第１図及び第２図Ａは、比例ソレノイド２６が
非通電の状態を示し、スプール１７は、先にフイ
ードバツク室２４に供給されていたフイードバツ
ク流体の作用力により復帰側に変位して、第２排
出ポートEBが閉鎖し、供給ポートＰと第２出力
ポートＢ間の流路及び第１出力ポートＡと第１排
出ポートEA間の流路が連通し、フイードバツク
室２４は、フイードバツク通路２５及び第１出力
ポートＡによつて第１排出ポートEAに連通して
いる。また復帰力のカツト手段を構成する上記セ
ンタリングブツシユ２２は、復帰ばね２３の付勢
力によつて係止部２２ａがスリーブ１６に係止し
ている。したがつて、スプール１７には、軸線方
向の付勢力、例えばフイードバツク室２４におけ
るフイードバツク流体の作用力faや、復帰ばね２
３の付勢力fkが作用していない。

比例ソレノイド３０に通電すると、通電当初に
おいては鉄心２８，２９間に第４図のハの駆動力
が作用し、移動を開始した後も、第４図ロの範囲
内で、有効ストロークイの範囲における駆動力よ
りも小さいが、スプール１７に復帰力等が作用し
ていないために、スプール１７を、センタリング
ブツシユ２２に当接する位置まで容易に駆動でき
る。

有効ストロークイの範囲に入つて比例ソレノイ
ド２６の駆動力Ｆが大きくなると、スプール１７
が復帰ばね２３の付勢力fkに抗してセンタリング
ブツシユ２２を押圧して駆動され、第１排出ポー
トEAが閉鎖した後、供給ポートＰと第１出力ポ
ートＡ間の流路及び第２出力ポートＢと第２排出
ポートEB間の流路が連通して、供給ポートＰの
圧力流体が第１出力ポートＡに流出するととも
に、フイードバツク室２４に流入する（第２図Ｂ
参照）。

これによつて、フイードバツク流体の作用力fa
と復帰ばね２３の付勢力fkとの和よりなる復帰力
が、比例ソレノイド２６の通電量によつて定まる
一定の駆動力Ｆより大きくなると、スプール１７
が復帰側に変位して第１出力ポートＡと第１排出
ポートEA間の流路が連通するので、フイードバ
ツク室２４におけるフイードバツク流体の作用力
faが低下する。また、上記復帰力が駆動力Ｆより
も小さくなれば、スプール１７が駆動側に変位す
る。

このようにして、スプール１７に作用する駆動
力と復帰力とがバランスすると、スプール１７が
中立位置（第２図Ｃ参照）に停止して供給ポート
Ｐを閉鎖するので、第１出力ポートＡの圧力が、
比例ソレノイド２６への通電量で定まる一定の圧
力に保持される。

上記実施例は、比例ソレノイド２６における有
効ストロークイを比例弁機能に利用できるので、
ポートの開口量を大きくして応答性を向上させる
ことができる。

比例ソレノイド２６への通電を断つと、駆動部
１２の駆動力Ｆが零になるので、スプール１７は
フイードバツク室２４のフイードバツク流体の作
用力faによつて第２図Ａに示す元の位置に復帰
し、センタリングブツシユ２２は、係止部２２ａ
が復帰ばね２３の付勢力によつてスリーブ１６に
係止する。また、スプール１７の復帰によつて第
２排出ポートEBが閉鎖し、供給ポートＰと第２
出力ポートＢ間の流路及び第１出力ポートＡと第
１排出ポートEA間の流路が連通するので、フイ
ードバツク室２４のフイードバツク流体は、フイ
ードバツク通電２５、第１出力ポートＡ及び第１
排出ポートEAを通つて排出される。

上記実施例は、スプール１７の復帰時に、フイ
ードバツク流体圧の作用力以外がスプール１７に
作用しないようにしているが、この間におけるス
プール１７への作用力は、第４図のストローク範
囲ロを超えない範囲において作用していても差し
支えない。

［考案の効果］ 本考案の５ポート電空比例弁は、可動鉄心のス
トローク当初の比例ソレノイドの駆動力が小さい
範囲において、弁部材を復帰力が作用する位置ま
で変位させることにより、比例ソレノイドの駆動
力が通電量によつて定まる有効ストロークを、比
例弁機能に利用して流路の開口量を大きくできる
ので、電空比例弁の応答性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の要部縦断正面図、第
２図Ａ〜Ｃは動作説明図、第３図は比例ソレノイ
ドのストローク説明図、第４図は比例ソレノイド
の吸引力特性図である。 Ｐ……供給ポート、Ａ，Ｂ……出力ポート、
EA，EB……排出ポート、１１……弁部、１２…
…駆動部、１５……弁本体、１７……スプール、
２２……センタリングブツシユ、２４……フイー
ドバツク室、２６……比例ソレノイド。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 供給ポート、その両側の第１、第２出力ポー
   ト、さらにその両側の第１、第２排出ポートを有
   する弁本体と、中立位置を中心とする駆動側と復
   帰側への変位によつて、供給ポートと出力ポート
   の一方の間の流路及び出力ポートの他方と排出ポ
   ート間の流路をそれぞれ連通させる弁部材とを備
   えた弁部、並びに上記弁部材に駆動力を作用させ
   るソレノイドと、復帰力を作用させる復帰ばね及
   び出力流体のフイードバツク室とを備えた駆動部
   を備えた５ポート電空比例弁において、 上記５ポート電空比例弁に、上記弁部材に作用
   する復帰力を、弁部材の中立位置近くにおいてカ
   ツトするための復帰力のカツト手段を設け、 上記ソレノイドを、鉄心間の吸引力がソレノイ
   ドの通電量に比例する比例ソレノイドとした、 ことを特徴とする５ポート電空比例弁。