JPS5940615Y2 - パイロツト式電磁弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ソレノイドによって駆動されるパイロット
弁を備え、パイロット油圧により主弁を切換えるパイロ
ット式電磁弁に関する。

近年、油圧制御による機械装置の省エネルギー化が強く
要望されているが、中でも油圧システムに最も多く使用
されている電磁弁の消費電力を大幅に減少させるととも
に、弁を所要のシーケンス動作させるのに、超小型のリ
レーで直接的に駆動させたり、さらには最近利用が高ま
っているＩＣなどの無接点素子を用いて電子的にシーケ
ンス制御を行なうプログラマブル・コントローラの出力
で直接弁を駆動できるようにすることが望まれている。

そこで、従来から高圧大容量の方向制御弁に用いられて
いた、第１図に示すようなパイロット操作方式の電磁弁
を使用することが考えられる。

しかしながら、これは主弁部１の上にパイロット弁構成
部２を載せ、その両側にソレノイド構成部３，４を配し
た構造になっているため、パイロット弁の操作方向と主
弁のスプールの移動方向とが逆になり、従来の直劾形電
磁弁との操作上のイメージが異なるので取扱いに不便で
あるばかりか、弁の構造が複雑で小形化できず、しかも
高価であった。

そこで、第２図に示すように、主弁部１の両側にパイロ
ット弁構成部２及びそれを駆動するソレノイド構成部３
を配置して（図は左半部のみを示す）、取扱いを容易に
すると共に小型化を計ることがなされている。

しかしながら、このようなパイロット式電磁弁において
も、パイロット弁構成部２のためのスペースを要するた
め、小型化に限度があり、製造コストも高く、またパイ
ロット油路も充分短かくできないので、レスポンスが遅
いという問題もあった。

この考案は、上記のような問題を解決し、小型でレスポ
ンスも速い省電力型のパイロット式電磁弁を安価に提供
すると共に、パイロット弁構成部とソレノイド構成部の
カートリッジ化をも可能にすることを目的とする。

そのため、この考案によるパイロット式電磁弁は、ソレ
ノイドコイルを外装したコアチューブ内に、固定鉄心を
固設すると共に磁性体の可動片を若干摺動し得るように
内装したソレノイド構成部の固定鉄心内に、上記可動片
によって駆動される弁体部（パイロットスプール）と複
数のポートを形成する固定部（スリーブ及びシート部）
とからなるパイロット弁構成部を収納して設けると共に
、その各ポートの油路を形成し、このソレノイド構成部
を主弁を構成する主弁部に直接連結するようにして上記
の目的を遠戚するものである。

以下、この考案の実施例を添付図面の第３図乃至第５図
を参照して説明する。

第３図及び第４図は、夫々この考案の異なる実施例とし
てのパイロット式電磁弁の左手部を示す縦断面図である
。

これらのパイロット式電磁弁は、いずれも主弁部１にソ
レノイド構成部３が直接連結されてお・す、パイロット
弁構成部２はソレノイド構成部３に内蔵されている。

両実施例は、パイロット弁構成部２が若干相違するだけ
で殆んど共通しているので、主として第３図の実施例に
ついて説明する。

ソレノイド構成部３は、ボビン３１に巻かれたソレノイ
ドコイル３２と、円筒状のコアチューブ３３内に固定さ
れた固定鉄心３４及び若干摺動し得るように内装された
磁性体の可動片３５とを備えている。

コアチューブ３３は一端部に主弁部１との嵌合部３３ａ
を備え、他端小径部３３ｂには、マニュアルブツシュロ
ッド３６を嵌太している。

ボビン３１に巻回したソレノイドコイル３２はコイルハ
ウジング３７にモールドされ、コアチューブ３３の外周
に嵌合する。

固定鉄心３４内に大径中空部３４ａ及びそれに続く小径
中空部３４ｂが設けられ、大径中空部３４ａにスリーブ
２１及びシート部２２を嵌太し、スリーブ２１にはパイ
ロットスプール２３を若干摺動し得るように嵌入してパ
イロット弁構成部２をなしている。

このパイロットスプール２３は、パイロットスプリング
２４によって左行習性を与えられ、左端部は固定鉄心３
４の小径中空部３４ｂを通って可動片３５に嵌着し、パ
イロットスプリング２４より強いブツシュスプリング２
５によって右方への付勢力を与えられている。

また、このパイロットスプール２３には、その移動に伴
なって左右の油室内の油が移動し得るように油路２３ａ
を貫通形成してあり、可動片３５の外周にも同様に油が
流通する溝３５ａを設けて、可動片３５が移動するとき
の抵抗を小さくしている。

さらに、スリーブ２１にはポンプに接続されるべきＰポ
ートが、シート部２２はタンクに接続されるべきＴポー
ト及びパイロット油圧出力を得るＣポートが設けられて
おり、固定鉄心３４には、このパイロット弁構成部２の
Ｐポート及びＴポートを夫夫主弁部１のＰポート（高圧
側）及びＴポート（低圧側）へ接続するための油路３４
ｃ、 ３４ｄを形成しである。

なお、固定鉄心３４の大径中空部３４ａはＣポートの油
路の役目をなす。

このように、パイロット弁構成部２を固定鉄心３４内に
収納して設けたソレノイド構成部３を、メインボディ１
１とメインスプール１２とからなる主弁部１に連結する
には、主弁部１のメインボディ１１に設けた四部１１ａ
に、コアチューブ３３の嵌合部３３ａにＯリング４０を
装着して嵌太し、フランジ板４１をボルト４２でメイン
ボディ１１に固定することにより、コアチューブ３３も
メインボディ１１に固定され、メインスプール１２の左
端部が固定鉄心３４の大径中空部３４ａ内に突出する。

この際、シート部２２とメインボディ１１との間に押え
リング４３及びスプリング２５より強いメインスプリン
グ４４を介装する。

そして、ソレノイドコイル３２をモールドしたコイルハ
ウジング３７をコアチューブ３３に嵌入すれば、図示の
連結状態になる。

４５．４６はシール用のＯリングである。

第５図は、このパイロット式電磁弁を油圧路図として示
したもので、２’、３’は第３図では図示を省略した右
側のパイロット弁構成部及びソレノイド構成部である。

次に、この実施例の動作を説明する。

ソレノイドコイル３２に通電されていない時は、パイロ
ットスプリング２４の力でパイロットスプール２３が左
行して第３図に示す状態になっているので、そのポペッ
ト部はスリーブ２１側を閉止し、シート部２２側を開放
しているので、パイロット弁構成部２のＣポートはＴポ
ートに通じており、主弁部１のメインスプール１２にパ
イロット油圧が加わらず、左右のメインスプリング４４
に押されて中立の位置にある。

すなわち、左右いずれのソレノイド構成部にも通電され
ていない時は、第５図に示すように、主弁部１のＡポー
ト及びＢポートいずれも閉止されている。

左側のソレノイド構成部２のソレノイドコイル３２が通
電励磁されると、固定鉄心３４と可動片３５が互いに吸
引し合うので可動片３５が右行し、それによってパイロ
ットスプール２３も右行する。

したがって、パイロット弁構成部２のＣポートがＰポー
トに通じ、同時にＴポートが閉止されるので、固定鉄心
３４の大径中空部３４ａ内に高圧のパイロット油圧が供
給されメインスプール１２を右行させ、第５図にお・け
るＡポートがＰポートに、ＢポートがＴポートに夫々通
じるように主弁部１を切換える。

右側のソレノイド構成部３′のソレノイドコイルが通電
励磁された時は、それに内蔵されたパイロット弁構成部
２′によって主弁部１のメインスプール１２の右端にパ
イロット圧が加わり、メインスプール１２を左行させる
ので、第５図にお・いてＡポートがＴポートに、Ｂポー
トがＰポートに夫々通じるように主弁部１を切換える。

なお、スリーブ２１．シート部２２、及びパイロットス
プール２３は非磁性体を用い、油中に含まれる異物、鉄
粉等の付着による悪影響を防いでいる。

また、ブツシュスプリング２５は、ソレノイドコイル３
２に交流を通電して用いる場合であるが、寸法上可動片
３５が固定鉄心３４に完全に吸着されない場合、交流周
波数に応じた吸引力の変動により、パイロットスプール
２３、可動片３５等が振動するのを防止するためと、ソ
レノイド付勢時のシート力をソレノイド吸着時の吸引力
と無関係に必要最少限にするために設けである。

第３図の実施例では、パイロットスプールとしてポペッ
トスプールを使用したが、第４図の実施例では普通のス
プールを使用した点が相違し、それに伴なって、スリー
ブ２１が第３図のシート部２２を一体にした構造になる
点と、ブツシュスプリング２５が不要になった点が第３
図の実施例と異なるだけであるから、第４図において第
３図と同一部分は同一符号で、若干具なる部分には同一
符号にダッシュを付して示し、それらの説明は省略する
。

第３図のようにパイロットスプールとしてポペットスプ
ールを用いてパイロット弁をポペット式にすると、応答
が極めて速くなり、リークも少なくなる利点がある。

しかし、第４図のようにスプール式にした方が構造が簡
単になるので、用途に応じて選択して用いればよく、そ
の場合、ソレノイドを直流で使用するタイプであれば、
パイロットスプール及びスリーブのみを、また交流で使
用するタイプであれば、スプール、スリーブ、及び可動
片（スプリング２５付）等を交換することにより、ポペ
ット式とスプール式の変更が可能である。

なお、第３図のスリーブ２１とそれと同じ内径のシート
部２２の組合わせは、いずれの場合にも使用できる。

以上の説明から明らかなように、この考案のパイロット
式電磁弁によれば、パイロット弁構成部を全てソレノイ
ド構成部に収納してしまったので、パイロット弁構成部
のため独立したスペースが不要になる。

しかも、パイロット弁構成部は従来のソレノイドにおい
てパイロットスプールを押すためのブツシュピンを挿通
していた固定鉄心の中空部を利用して組込むことができ
、ブツシュピンを排して可動片によって直接パイロット
スプールを押すようにできるので、ソレノイド構成部を
大型化する必要もない。

したがって、電磁弁全体を性能を落すことなく小型化で
きると共に、パイロット弁構成部のコントロール圧ポー
トと主弁部のメインスプール端との油路を極めて短かく
できるのでレスポンスが速くなる。

このパイロット式電磁弁を使用すれば、消費電力が従来
の直動式の電磁弁に比して直流の場合ん〜鬼になり、交
流の場合でもん程度になるので超小型リレーやプログラ
マブル・コントローラの出力で直接駆動することも可能
になる。

しかも、汎用性、量産性があり、安価に供給できて操作
性も良いので、省電力油圧回路を容易に実現できる。

さらに、パイロット弁構成部のスペース分だけソレノイ
ド構成部を大きくしても良い場合には、ソレノイドコイ
ルの巻数を増すことができるので、より小さい電流でパ
イロット弁を切換えるのに充分な電磁力を発生させるこ
とができ（電磁力は〔電流０巻数〕に比例する）、一層
省電力化を計ることができる。

さらにまた、実施例に示したように、パイロット弁構成
部を内蔵するソレノイド構成部をカートリッジ化するこ
とができ、その主弁部への着脱も簡単である。

そして、用途に応じてパイロット弁をポペット式又はス
プール式に容易に変更し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ従来のパイロット式電磁
弁の異なる例を示す縦断面図及び左半部の縦断面図、第
３図及び第４図は、それぞれこの考案の異なる実施例を
示すパイロット式電磁弁の左半部の縦断面図、第５図は
、第３、第４図に示す実施例の油圧回路図である。 １・・・・・・主弁部、２・・・・・・パイロット弁構
成部、３・・・・・・ソレノイド構成部、１１・・・・
・・メインボディ、１２・・・・・・メインスプール、
２１．２１’・・・・・・スリーブ、２２・・・・・・
シート部、２３．２３’・・・・・・パイロットスプー
ル、２４・・・・・・パイロットスプリング、３２・・
・・・・ソレノイドコイル、３３・・・・・・コアチュ
ーブ、３４・・・・・・固定鉄心、３５・・・・・・可
動片、３６・・・・・・マニュアルブツシュロッド、３
７・・・・・・コイルハウジング、４０．４５．４６・
・・・・・Ｏリング、４４・・・・・・メインスプリン
グ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ソレノイドによって駆動されるパイロット弁を備え、パ
   イロット油圧に上り主弁を切換えるパイロット式電磁弁
   において、ソレノイドコイルを外装したコアチューブ内
   に、固定鉄心を固設すると共に磁性体の可動片を若干摺
   動し得るように内装したソレノイド構成部の前記固定鉄
   心内に、前記可動片によって駆動される弁体部と複数の
   ポートを形成する固定部とからなるパイロット弁構成部
   を収納して設けると共に、前記各ポートの油路を形成し
   、このソレノイド構成部を前記主弁を横取する主弁部に
   直接連結したことを特徴とするパイロット式電磁弁。