JPS5838204Y2 - 復帰補償形電磁弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 利用分野 本考案は、長期通電後の復帰動作が確実な復帰補償形電
磁弁に関するものである。

従来技術とその問題点 スプールの両端にソレノイドによる作用力と復帰スプリ
ングによる作用力とを対抗状に作用させ、これらの作用
力によってスプールを駆動、復帰させるようにした電磁
弁は一般に使用されているが、この種電磁弁においては
、ソレノイドへの通電による可動鉄心の吸着によってス
プールを一方の切換位置に長期間保持しておくと、弁部
の摺動抵抗力あるいは固着力が増大したり、更にはソレ
ノイドの固定鉄心と可動鉄心とが吸着面で接着現象を生
じる傾向があり、そのため、いざというときに復帰スプ
リングの作用力のみでは力が不足して弁が切換わらない
という事態を招き易い。

問題点の分析 このような問題は、復帰時の作用力を増大させることに
よって解決することができるが、上記電磁弁におしては
、ソレノイド及びスプリングがそれぞれ第３図にＡ、Ｂ
として示すような特性を有しており、これらの関係は、
スプールのストロークＬの全域においてソレノイドＡの
作用力が復帰スプリングＢの作用力を上回るものでなけ
ればならない。

従って、同図にＢ１として示すように復帰スプリングの
ばね定数を大きくすることによって復帰時の作用力をＦ
ａからＦ。

１で増大させようとすれば、Ａ１として示すような大形
のソレノイドが必要となり、また、Ｂ２のように復帰ス
プリングの荷重を大きくすると、ソレノイドはＡ２に示
すように大形化する。

また、ソレノイドは強い非線形特性を示して立ち上がる
吸引力特性を有するため、ソレノイド吸着時の吸着力Ｆ
ｂはスプリングの付勢力Ｆａを大幅に上オわってし昔い
、しかもこの作用力の差Ｆｂ−Ｆａは伺等必要のないも
のである。

従ってソレノイドの吸着時（第３図のストロ−２０点）
に流体圧力による作用力Ｆ、を復帰スプリングの付勢力
Ｆａと協同させてＦｂをＴ１わるＦ ａ 十Ｆ ｐなる
作用力としてスプールに作用させるようにすれば、ソレ
ノイドを大形化することなくスプールを駆動させること
ができると共に、ソレノイド非通電時に大きな作用力に
てスプールを復帰させることが可能となる。

本考案の技術的課題 本考案の課題は、復帰スプリングの作用力を増大させる
ことなく、ソレノイドの吸着端においてのみスプールの
端部に流体圧作用力を加えるようにすることである。

技術的手段 上記課題解決のため講じた技術的手段は、ソレノイドへ
の通電による可動鉄心の吸着時に供給ポートに連通ずる
通電開シリンダポートと復帰スプリングを内装したスプ
ール端の作用室との間に、絞りと調圧装置とを直列に接
続したことである。

作用 上記技術的手段は次のように作用する。

即ちソレノイドへ通電すると、スプールが復帰スプリン
グを圧縮して移動し、各ポート間の流体の流れ方向が切
換わる。

このとき、上記スプールの切換途中において作用室と供
給ポートとがシリンダポートを介して連通ずるが、圧力
流体は絞りの遅延効果によって直ちに作用室へ流入する
ことはなく、スプールがストローク端に達する頃、即ち
ソレノイドが吸着端に到達する頃に作用室へ流入し、調
圧装置によって作用室内の流体圧力がその作用力と復帰
スプリングの付勢力との合成力がソレノイドの吸着端に
おける吸着力を超えないような設定圧力に調圧保持され
る。

従って、スプール端には、復帰スプリングの作用力と流
体圧作用力との合成力がソレノイドの吸着力に抗して作
用することになり、この合成力は上記吸着力よりも小さ
く且つ復帰スプリングの作用力よりは太きい。

通電を解除すると、上記合成力によってスプールが始動
し、初期の位置へと復帰する。

本考案における特有の効果 本考案は、次のような特有の効果を生じる。

即ち、流体圧力を加えることによってスプールの復帰力
を増大させるようにしたので、例えば実公昭４７−３９
３６５号公報に示されたもののように電磁石を備えた衝
撃装置が必要なく、衝撃音や衝撃に伴う摩耗等も発生し
にくい。

実施例 以下、本考案の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。

第１図及び第２図に示す第１実施例において、１は弁本
体であって、圧力流体の供給ポート２、通電開シリンダ
ボート３、通電開シリンダーポート４、及び排出ポート
５，６を備え、該弁本体１内に形成上た上記各ポートに
通じる弁室７内には、弁本体の一側に配設したソレノイ
ド９の可動鉄心により駆動された各ポート間の流体の流
れ方向を切換えるスプール８を摺動自在に挿嵌し、弁本
体の他側にカバー１２とスプール８とによって区画形成
された作用室１０内には、スプールの復帰スプリング１
１を内装している。

また、弁本体１には、通電開シリンダポート３からの圧
力流体を作用室１０へ導くための連通路１３を穿設し、
該連通路１３と作用室１０との間には上記カバー１２に
形成した絞り２０及び流体の調圧装置１４を介在せしめ
ている。

上記調圧装置１４は、カバー１２に穿設した孔１５の上
部に、弁座１８を境にして互いに連通ずる１炭室１６と
、孔１５内に摺動自在に密嵌した隔板１９により区画さ
れた容積が可変の２炭室１７とを形成し、１炭室１６は
、絞り２０を介して連通路１３と連通せしめると共にそ
の内部にステム２２を有する弁体２１を弱いスプリング
２３で付勢させて弁座１８に対向配設し、また２炭室１
γは連通孔２４により作用室１０と連通せしめると共に
、隔板１９に設けた通孔２６と通じる弁座２５を該２炭
室１γ内に開口させ、該隔板１９の背部には、通孔２８
を備えた調節栓２γを外部から回動自在に螺着すること
により外部と通じる背室２９を形成し、該背室２９内に
おける調節栓２７と隔板１９との間には比較的強い調圧
スプリング３０を介装して、該調圧スプリングで隔板１
９を付勢することにより弁座２５を前記ステム２２に圧
接せしめ、而して該弁座２５とステム２２との接離によ
り２炭室１γと背室２９とが通断するように構成してい
る。

上記隔板１９は、公知のピストン式やダイヤフラム式あ
るいはベローズ式等任意の形態とすることができ、昔た
２炭室１７における該隔板１９の受圧面積は、弁座１８
のそれより数段大きくなしてあり、更に絞り２０以後２
次室１７１での流体充填容積は、スフヒル８の移動に伴
なう作用室１０の容積拡大分より数段大きくすることが
好ましい。

第１図は、ソレノイド９が非通電で復帰スプリング１１
の付勢力によりスプール８が第１切換位置にある場合を
示し、か＼るとき、供給ポート２は通電開シリンダポー
ト４に連通し、通電開シリンダポート３は排出ポート５
に連通しているから、絞り２０以後調圧装置１４及び作
用室１０は流体が排除されて無加圧状態となっており、
弱いスプリング２３に付勢された弁体２１ば、強い調圧
スプリング３０に付勢された隔板１９に押し上げられで
弁座１８を離間し、それを全開状態に保持している。

即ち、この第１切換位置においては、在来の単なるスプ
リング復帰形電磁弁と何等機能上の差異はない。

ソレノイド９に通電すると、該ソレノイド９と復帰スプ
リング１１との作用力が第３図にＡ、Ｂとして示す関係
（在来の電磁弁と何等変るところかない。

）にあるから、スプール８は復帰スプリング１１に抗し
て直ちに左方へ押しやられ、第２図に示すように供給ポ
ート２と通電開シリンダポート３とが連通し、且つ通電
開シリンダポート４と排出ポート６とが連通ずる第２切
換位置に切換わる。

而して、スプール８が第２切換位置に至ると、通電開シ
リンダポート３へ供給ポート２から圧力流体が供給され
るので、その一部が連通路１３から絞り２０を介して調
圧機構１４の１炭室１６゜全開状態にある弁座１８及び
２炭室１７を経て作用室１０に徐徐に流入し、そして該
作用室１０内の流体圧力が徐徐に高するにつれ、該流体
圧力は隔板１９に作用力を及ぼして該隔板を調圧スプリ
ング３０の付勢力に抗して移動せしめ、そのため弁体２
１は弁座１８に接近し、ついには該弁座１８に当接して
それを全閉状態に至らしめ、この全閉状態になったとき
の２炭室１７及び作用室１０内の流体圧力は、圧縮せし
められた調圧スプリング３０の作用力と平衡する値であ
り、この流体圧力が前記復帰スプリング１１と協同して
スプール８の端面に作用する。

即ち、第３図において、絞り２０における遅延効果によ
りスプール８の切換わったあと一定時間経過後に、作用
室１０内の流体圧力による作用力Ｆ、と復帰スプリング
１１の付勢力Ｆａとの合成力Ｆａ＋Ｆｐがスプール８に
作用する訳で、この合成力は、ソレノイド９の吸着力Ｆ
ｂよりは小さいが復帰スプリング１１の付勢力Ｆａより
は遥かに大きい。

こ＼でソレノイド９０通電が解除されると、スプール８
は、復帰スプリング１１の付勢力Ｆａと流体圧力による
作用力Ｆ との合成力Ｆａ＋Ｆｐにより第１切換位置に
押しやられる。

このときスプール８の移動に伴ない作用室１０の容積が
変化して該室内の流体圧力が減少する傾向を示す力＼ス
プールの摺動抵抗は始動時に最大値を示し、いつたん始
動抵抗に打ち勝って移動をはじめれば上記圧力低下があ
っても実際上特に支障がないのが普通であり、しかも作
用室内の流体圧力の低下が生じると隔板１９への流体に
よる作用力が減じ、これに調圧スプリング３０が応動し
て隔板１９を介して弁体２１を弁座１８から離間せしめ
、開口した該弁座１８を通じて１炭室１Ｇ内に充満して
いる高圧流体が作用室１０内に流入するから、スプール
８の作動時における流体圧力低下に基ずく障害はない。

こうしてスプール８が第１切換位置に復帰してしばらく
０時間経過すると、作用室１０内の圧力流体が絞り２０
を介して連通路１３から通電開シリンダポート３に合流
して排出ポート５から放出されるため、作用室１０が無
加圧状態即ち第１図に示す状態に復帰する。

上記の説明から明らかなように、絞り２０ば、通電時及
び非通電時ともソレノイド９の作動時間に対して作用室
１０内における流体圧力の昇降時間を遅らせる遅延機構
としての役割をになうものであり、普た上記流体圧力に
よる作用力Ｆｐは、供給ポート２に供給される流体圧力
に応じて調節栓２７を回動して調圧スプリング３０の圧
縮度を調節することにより任意に設定することができ、
更に、隔板１９の通孔２６は、常時は弁体２１のステム
２２が弁座２５に当接しているため閉鎖されているが、
作用室１０内の流体圧力が設之圧力を越えた場合に、隔
板１９のステム２２からの離間により開口して余剰流体
を背室２９から外部に放出し、それによって作用室１０
を常時設定圧力に保持する機能を有するもので、弁座１
８部のリーフなどに伴なうスプールの誤作動を回避する
ものである。

第４図は、作用室１０の過剰圧防止機構の異なる実施例
を示すもので、上記第１実施例においては、隔板１９に
通孔２６を設けてステム２２により開閉する機構となし
ている７５へ通孔２６を設けずに、作用室１０の外部に
スプリング３２と弁体３３とからなるリリーフ弁３１を
設けた構成としている。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の第１実症例を示す異なる切
換位置での断面図、第３図はスプールに加わる各作用力
の関係を示す説明図、第４図は作用室の過剰圧防止機構
の異なる実施例を示す要部断面図、第５図は調圧装置の
異なる実施例の部分説明図である。 ２・・・・・・供給ポート、３，４・・・・・・シリン
ダポート、５．６・・・・・・排出ポート、７・・・・
・・弁室、８・・・・・・スプール、９・・・・・・ソ
レノイド、１０・・・・・・作用室、１１・・・・・・
復帰スプリング、１４・・・・・・調圧装置、２０・・
・・・・絞り。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧力流体の供給ポート、シリンダポート及び排出ポート
   と通じる弁室内に、上記各ポート間における流体の流れ
   方向を切換えるスプールをソレノイド及び復帰スプリン
   グにより駆動復帰可能に挿嵌したものにおいて、ソレノ
   イドへの通電による可動鉄心吸着時に供給ポートに連通
   ずる通電量シリンダポートと復帰スプリングを内装した
   スプール端の作用室との間に、絞りと調圧装置とを直列
   に接続せしめた復帰補償形電磁弁。