JPH0721980Y2

JPH0721980Y2 - ３位置切換電磁弁

Info

Publication number: JPH0721980Y2
Application number: JP1990069039U
Authority: JP
Inventors: 智彦日比野; 教典生路
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2005-05-17
Also published as: JPH0427280U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案はパイロット弁の開閉制御によりスプールを中立
位置と中立位置を挟んだ両側の作動位置の３位置に切換
配置し、この切換配置により流体の供給方向を切り換え
る３位置切換電磁弁に関するものである。

［従来の技術］パイロット弁の開閉制御によりスプールの位置を切り換
えて流体の供給方向を切り換える方向制御弁として従
来、スプールを中立位置と中立位置を挟んだ両側の作動
位置の３位置に切換配置する３位置切換電磁弁と、中立
位置に保持することなくスプールを異なる２位置に切換
配置する２位置切換電磁弁とがある。２位置切換電磁弁
ではスプールがパイロット圧の操作のみで作動され、３
位置切換電磁弁は基本的には２位置切換電磁弁にパイロ
ット圧が供給されない場合にスプールを中立位置に復帰
させる復帰用コイルばねを内蔵した構造となっている。

［考案が解決しようとする課題］従来の３位置切換電磁弁ではコイルばねのコイル径が小
さいことと、短い距離でスプール復帰用に十分な荷重を
得るため、ばね定数の大きなばねを使用する必要があ
る。ところが、ばね定数の大きなばねを使用した場合に
は、ばね製造上のバラツキによりばねを組付けた場合に
得られる荷重の変動が大きくなるだけでなく、使用の際
に変位量に対する荷重の変化が大きく耐久性を低くする
という問題がある。又、従来の３位置切換電磁弁では、
一対のコイルばねがつり合った位置がスプールの中立位
置となるように設定されているので、両コイルばねのば
ね定数の僅かな相違や外部からの振動等の要因により、
スプールが所望の中立位置に保持できないという問題が
あった。

本考案は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的はスプールを所望の中立位置に確実に保持する
ことができると共に、ばね定数の小さなコイルばねが使
用できて耐久性に優れた復帰用ばねの設計が容易となる
３位置切換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］前記の目的を達成するため本考案においては、パイロッ
ト弁の開閉制御によりスプールを中立位置と中立位置を
挟んだ両側の作動位置の３位置に切換配置し、この切換
配置により流体の供給方向を切り換える３位置切換電磁
弁において、バルブハウジングの前記スプールの収容部
の両端に室を設け、該室内には各室をパイロット圧が供
給される側とスプール側空間とに区画するとともにパイ
ロット圧により前記スプールを作動させるピストンを摺
動可能に設け、室のパイロット圧が供給される側に、ピ
ストンよりも大径のばね座を設け、室のスプール側空間
に、ピストンよりも大径に形成されたばね受けを設け、
スプールの中立位置において、ばね受けをバルブハウジ
ングの室内のスプール側端面に当接するように構成し、
スプールをばね受けに摺動可能に挿通するとともに、ス
プールの中立位置において、ばね受けのスプール側端面
がスプールに形成された大径部と当接するように構成
し、ばね受けとばね座との間に介装され、ピストンより
も大径に形成されるとともに前記各室のスプール側空間
にスプールの外周に沿って延びるように収容され、前記
スプールが中立位置から移動した場合スプールを中立位
置側に付勢するためのコイルばねを設けたものである。

［作用］本考案ではパイロット圧の供給により作動位置に移動さ
れたスプールを中立位置に復帰させるコイルばねが、ス
プール収容部の両端に設けられた室内に設けられたピス
トンよりスプール側空間にスプール外周に沿って延びる
ように収容されているため、コイルばねが収容される空
間を設けるためにハウジングの長さを長くする必要がな
い。そして前記コイルばねのコイル径がピストンの直径
より大きいので、ばね定数の小さなばねを使用してもピ
ストンを介してスプールを作動させるに必要なばね荷重
を作用させることができ、耐久性に優れた復帰用ばねの
設計が容易となる。又、スプールの中立位置でばね受け
と室のスプール側端面とが当接するとともに、スプール
の大径部がばね受けに当接するため、一対のコイルばね
のばね定数の僅かな相違や外部から振動等があっても、
スプールが所望の中立位置に保持される。

［実施例］以下、本考案を具体化した一実施例を第1,第２図に従っ
て説明する。

ボディブロック1a及び２個のキャップ1b,1cからなるバ
ルブハウジング１内にはスプール２が中立位置とその左
右両側のそれぞれの作動位置の３位置に切換配置可能に
収容されている。ボディブロック1aの両端部と各キャッ
プ1b,1c端面との間には、スプール２の収容部の両端と
対応する位置に室R1,R2が形成されている。室R1,R2内に
は各室R1,R2をパイロット圧が供給される側とスプール
側空間S1,S2とに区画するとともにパイロット圧により
前記スプール２を作動させるピストン3,4が収容されて
いる。ボディブロック1aにはスプール収容部の中央と対
応する位置に入力ポート５が、入力ポート５を挟んで両
側に一対の出力ポート6a,6b及び排気ポート7a,7bがそれ
ぞれ形成されている。スプール２が中立位置に配置され
ている場合には入力ポート５及び排気ポート7a,7bがス
プール２により閉鎖され、スプール２が一方の作動位置
（第１図において中立位置より右側の作動位置）に配置
された場合には一方の排気ポート7aのみがスプール２に
より閉鎖され、スプール２が他方の作動位置（第１図に
おいて中立位置より左側の作動位置）に配置された場合
には他方の排気ポート7bのみがスプール２により閉鎖さ
れるようになっている。

スプール２は中立位置に配置された状態でその両端小径
部2aが前記各空間S1,S2内に突出するとともに、大径部2
b端面が室R1,R2のボディブロック1a側壁面に形成された
突部８の端面と面一となる状態に形成されている。各室
R1,R2内には前記ピストン3,4より大径に形成されたばね
受け9,10が、スプール２の小径部2aに遊嵌されるととも
に突部８及び大径部2bの端面に係合可能な状態で収容さ
れている。ばね受け9,10とキャップ1b,1c側の壁面に形
成されたばね座11との間にはスプール２が中立位置から
移動した場合スプール２を中立位置側に付勢するため、
ピストン3,4より大径に形成された一対のコイルばね12,
13が介装されている。

バルブハウジング１の一端には補助ハウジング14が接合
固定され、補助ハウジング14にはソレノイドハウジング
15が接合固定されている。ソレノイドハウジング15内に
は一対のソレノイドコイル16,17が収容され、ソレノイ
ドコイル16の励磁によりプランジャ18が押圧ばね19に抗
してコア20に吸着され、ソレノイドコイル17の励磁によ
りプランジャ21が押圧ばね19に抗してコア23に吸着され
るようになっている。各プランジャ18,21の先端には移
動体24,25が押圧ばね24a,25aの作用により一体移動可能
に連結されており、各プランジャ18,21及び各移動体24,
25には補助ハウジング14内に形成された各一対の弁座26
a,26b,27a,27bと当接可能な弁体28a,28b,29a,29bが嵌着
されている。

弁座26a,27aには入力ポート５に連通する弁孔30a,31aが
形成され、弁座26b,27bには外部に連通する放圧孔30b,3
1bが形成されている。一方の移動体24が収容された室32
は通路34を介して前記一方の室R1に連通され、他方の移
動体25が収容された室33は通路35を介して前記他方の室
R2に連通されている。

次の前記のように構成された３位置切換電磁弁の作用を
説明する。

両ソレノイドコイル16,17の消磁時には第１図に示すよ
うに、両プランジャ18,21がコア20,23から離れた位置に
保持され、弁体28a,29aが弁孔30a,31aを閉鎖し弁体28b,
29bが放圧孔30b,31bを開放する位置に配置される。この
状態では両室32,33が放圧孔30b,31bを介して外部と連通
され、ピストン3,4の背面にはそれぞれ外部の圧力と等
しい圧力が作用し、スプール２はコイルばね12,13の作
用により中立位置に保持される。

この状態から他方のソレノイドコイル17が励磁される
と、プランジャ21がコア23に吸引されて第１図の左側に
移動されるとともに、移動体25が押圧ばね25aの作用に
よりプランジャ21と一体的に移動され、第２図に示すよ
うに弁体29aが弁孔31aを開放するとともに弁体29bが放
圧孔31bを閉鎖する状態となる。これにより入力ポート
５から圧力流体が弁孔31a、室33、通路35を介して室R2
に供給され、ピストン４がコイルばね12の付勢力に抗し
てスプール２を第１図の右側に移動させてスプールが第
２図に示す一方の作動位置に配置される。そして、入力
ポート５と一方の出力ポート6aとが連通されるとともに
他方の出力ポート6bと他方の排気ポート7bとが連通さ
れ、圧力流体が入力ポート５から一方の出力ポート6aへ
流れるとともに他方の出力ポート6bから他方の排気ポー
ト7bへ流れる状態となる。

スプール２が中立位置から一方の作動位置に移動する際
に、一方の大径部2bの端面が一方のばね受け９と係合し
てばね受け９もスプール２と一体的に移動し、当該ばね
受け９と係合状態にある一方のコイルばね12が圧縮され
た状態となってスプール２を中立位置側に付勢する状態
となる。一方、他方のばね受け10は移動せず他方のコイ
ルばね13も元の状態に保持される。第２図の状態から他
方のソレノイドコイル17が消磁されると、弁体29bによ
る放圧孔31bの閉鎖が解除されるとともに弁孔31aが閉鎖
されて室33内の圧力流体が外部に放出され、スプール２
がコイルばね12の付勢力により中立位置に移動配置され
て第１図の状態に復帰する。又、第１図の状態から一方
のソレノイドコイル16が励磁されると、前記とは逆に一
方の室R1内に圧力流体が供給されてスプール２が第１図
の左側に移動され、他方の作動位置に配置される。この
状態では入力ポート５と他方の出力ポート6bとが連通さ
れるとともに一方の出力ポート6aと一方の排気ポート7a
とが連通され、圧力流体が入力ポート５から他方の出力
ポート6bへ流れるとともに一方の出力ポート6aから一方
の排気ポート7aへ流れる状態となる。

前記構成の３位置切換電磁弁からばね受け9,10及びコイ
ルばね12,13を取り除くだけで２位置切換電磁弁とな
る。その場合はスプール２は左右いずれかの作動位置に
配置される。そして、いずれか一方のソレノイドコイル
16,17の作動によりスプール２が目的の作動位置に移動
配置され、両ソレノイドコイル16,17が消磁された場合
はスプール２が消磁前の位置に保持される。すなわち、
３位置切換電磁弁と２位置切換電磁弁とでバルブハウジ
ング１やソレノイドハウジング15等を共通化できる。
又、コイルばね12,13がピストン3,4より大径に形成され
ているので、コイルばね12,13のコイル径が従来のもの
より大きくなり、ばね定数の小さなコイルばねでスプー
ル２を中立位置に復帰させるのに必要な付勢力を得るこ
とができ、コイルばね12,13の耐久性が向上する。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、第３図（ａ），（ｂ）に示すようにキャップ1
b,1cに形成されるばね座11を深い溝とするとともに、そ
れに対応してばね受け9,10の厚さを薄くし、かつスプー
ル２の両端小径部2aの前記各空間S1,S2内に突出する長
さを短くしてもよい（キャップ1b側のみ図示）。このよ
うに構成すれば同じ長さのコイルばね12,13を使用した
場合でも、室R1,R2のボディブロック1a側端面とキャッ
プ1b,1c側端面との距離Ｌを短くすることができ、バル
ブハウジング１全体を更にコンパクト化できる。

［考案の効果］以上詳述したように本考案によれば、復帰用コイルばね
がスプールと直列に配置された従来の３位置切換電磁弁
に比較してスプールの中立位置でばね受けと室のスプー
ル側端面とが当接するとともに、スプールの大径部がば
ね受けに当接するため、一対のコイルばねのばね定数の
僅かな相違や外部からの振動等があっても、スプールを
所望の中立位置に保持することができる。又、中立位置
復帰用のコイルばねのコイル径が大きくなるので、ばね
定数の小さなコイルばねでスプールを復帰させるのに必
要な付勢力が得られ、コイルばねの耐久性が向上すると
ともに、ばね製造上のバラツキによる荷重変動が小さく
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスプールが中立位置に配置された状態を示す断
面図、第２図はスプールが一方の作動位置に配置された
状態を示す断面図、第３図（ａ），第３図（ｂ）は変更
例の要部断面図である。バルブハウジング１、ボディブロック1a、キャップ1b,1
c、スプール２、ピストン3,4、ばね受け9,10、ばね座1
1、コイルばね12,13、パイロット弁としての弁体28a,28
b,29a,29b、室R1,R2、空間S1,S2。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】パイロット弁（28a,28b,29a,29b）の開閉
制御によりスプール（２）を中立位置と中立位置を挟ん
だ両側の作動位置の３位置に切換配置し、この切換配置
により流体の供給方向を切り換える３位置切換電磁弁に
おいて、バルブハウジング（１）の前記スプール（２）
の収容部の両端に室（R1,R2）を設け、該室（R1,R2）内
には各室（R1,R2）をパイロット圧が供給される側とス
プール側空間（S1,S2）とに区画するとともにパイロッ
ト圧により前記スプール（２）を作動させるピストン
（3,4）を摺動可能に設け、室（R1,R2）のパイロット圧
が供給される側に、ピストン（3,4）よりも大径のばね
座（11）を設け、室（R1,R2）のスプール側空間に、ピ
ストン（3,4）よりも大径に形成されたばね受け（9,1
0）を設け、スプール（２）の中立位置において、ばね
受け（9,10）をバルブハウジング（１）の室（R1,R2）
内のスプール側端面に当接するように構成し、スプール
（２）をばね受け（９、10）に摺動可能に挿通するとと
もに、スプール（２）の中立位置において、ばね受け
（9,10）のスプール側端面がスプール（２）に形成され
た大径部（2b）と当接するように構成し、ばね受け（9,
10）とばね座（11）との間に介装され、ピストン（3,
4）よりも大径に形成されるとともに前記各室（R1,R2）
のスプール側空間（S1,S2）にスプール（２）の外周に
沿って延びるように収容され、前記スプール（２）が中
立位置から移動した場合スプール（２）を中立位置側に
付勢するためのコイルばね（12、13）を設けたことを特
徴とする３位置切換電磁弁。