JPS60211105A - 電磁式の比例操作弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は少なくとも１つの磁気コイルと、該コイルの磁
界内で摺動可能でかつ少なくとも１つの絞シ個所に対し
て作用する可動子とを有する電磁式の比例操作弁であっ
て、この絞シ個所が配設されている通路内で圧力が塞止
め可能である形式のものに関し、特に方向制御弁又は、
中間位置から両方向へ旋回可能なポンプ及び（又は）ハ
イドロスタティックな伝動装置のモータを制御するため
に、電気信号に応じた制御圧を形成するための電磁弁を
対象としている。

従来の技術 従来公知の制御圧を形成するための電磁弁においてはコ
イルが、それ自体絞シ個所への作用を行なう可動子に作
用する。この場合大抵電磁力はばねの力に抗して作用す
る。各絞シ個所は、ばねに対して支持されたスライダの
縁に形成されるか又は孔の入口に形成され、この際に所
謂邪魔板が可動子によって形成される力によって前記の
開口に対して押しつけられ、それによって絞り作用が、
電磁力の増大に応じて強化される。この場合その絞シ個
所には、ポンプの吐出流によって予め決められているか
又は調節不能な絞シ個所によって制限されている流量が
供給され、また可動子によって制御される絞シ個所を変
化させることによって該絞り個所の手前の塞止め圧が変
化され、この塞止め圧が信号として利用されるか又はこ
の塞止められたオイルの圧力が制御圧として利用され、
この制御圧が例えばポンプ制御時に、サーボ追従制御式
倍力装置の入力部材（所謂パイロット）に作用するか又
はポツプの調節ピストンに直接に作用せしめられる。ポ
ンプが中立位置を越えて調節されると、調節ピストンの
両側のどちらか一方に選択的に前記の制御圧が作用せし
められる。この目的のために、制御圧導管内に、該制御
圧を調節ピスト／のその都度の制御されるべき側に案内
する切換え弁を配置することが考えられる。しかし通常
はこの場合、２つの電磁弁を配設し、その都度にこの内
の一方が制御され、それによって所属の制御圧導管内に
形成された制御圧が調節ピストンの相応する側に作用し
、この間に他方の電磁弁は非制御のままで従ってその絞
シ個所は完全に開放されておシ、調節ピストンの、この
絞シ個所に面した側には圧力は形成されない。この構造
は製作経費が高くまた必要スペースも大きい。また絞シ
作用がスライダの縁部に形成されるこのような弁におい
ては、該スライダが、例えば汚物粒子の固着等故に動が
なくなってしまい、磁気コイル内の磁界が消去された後
にも該スライダがその制御位置に留まってしまうという
危険がある。この場合、ゼロ行程位置へのポンプの戻し
制御は不可能か又は、調節ピストンの第２の側に全く同
じ大きさの圧力が形成されそれによって制御圧のバラン
スが取られてのみ初めて可能となシ、しかしこの場合に
もスライダが突然に解放され、付加的にもたらされた制
御圧が独自に作用し、ポンプが全く望ましくない位置に
作動せしめられてしまうという別の危険が伴なう。

更に、両方の可動子をそれぞれ１つのプランジャを介し
て、２腕式レバーの一方のアームに作用せしめ、このレ
バー自体が第３のレバーアームを以って、両方の方向へ
摺動可能なスライダと接続されているという構造も公知
である。

発明の課題 本発明の課題は冒頭に述べた形式の電磁弁を改良して、
安価な製造経費を以って、選択的に形成可能とし、しか
もこの際に前述の各欠点を除去することである。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するための本発明による手段は、１つ
の可動子に、該可動子に対してそれぞれ一方向への゛作
用を与える２つのコイルが配属されておりかつ、この可
動子に２つの、該可動子のそれぞれ一方側に配置された
絞シ個所が配属されておシ、このそれぞれの絞り個所が
座弁として形成されていることである。

この一体的な１つの可動子においては、それを非均−に
形成し中央に狭窄部分を形成することも可能でありま、
た、１つの可動子を２つ又はそれ以上の部品から組立て
ることも可能である。

座弁は球弁でも又は細形式の座弁でもよい。

本発明によれば２つの選択可能な制御圧のための比較的
に小型の弁が形成され、それはそのコンノぐクトな構造
故に、所謂ユニットシステム中の１ユニツトとして例え
ば種々異なるタイプ又は大きさのポンプ又はブロック型
制御器の方向制御弁に取付けるのに適している。この場
合、制御圧を介しての油圧式遠隔制御のために用いられ
る従来のポンプ又は方向制御弁は、全く変化させずに又
は極めて僅かな変化だけで引き継がれ得、そして油圧式
の信号の代シに電気信号が弁又はポンプまで案内され、
該ポンプにおいてその電気信号が、該電気信号に比例す
る液圧信号に変換される。

更に本発明によれば、一方の作動方向で可動子が引っ掛
かって動かなくなった時に対応制御、即ちその都度の他
方のコイルに電流を供給することによって、電磁石を中
立位置に引き戻すための反対方向への力を作用せしめる
ことが可能である。この場合この電磁力は、座弁として
形成された絞り個所において該絞シ個所の手前に生 形成された圧力に基づいて糧せしめられる力に対して付
加的に作用する。このように可動な制御部材の引つ掛か
多発生時の処理手段又は対応制御手段が存在することに
よって機能確実性は高められている。

電磁石の作用力が小さな寸法の座弁に作用するので、極
めて小さな力の使用を以って高い作動確実性が得られる
。これによって極めて弱い電気信号を以って、即ち極め
て小さな電流で十分な作動が得られることになる。

また軸線方向摺動可能なスライドの縁部に形成された絞
９部の使用に比べて、前記座弁の使用においては引つ掛
か多発生の危険がなくなるか又は少なくとも著しく減少
せしめられ、座弁本体に直接に、電磁石の力に抗して作
用する力が形成せしめられ、従って補助的なばねの必要
はなくなる。引つ掛か多発生時の対応制御の際にはこの
力は電磁力と一緒に作用する。

本発明による所謂ユニット構造の使用によって、油田式
遠隔制御機構を有する従来のポンプ又は方向制御弁が大
きな変更を加える必要なしに維持され得、即ちポンプ旋
′回角度又は方向制御弁のスライダピストンの摺動位置
のための機械的な位置発信機は必要ない。こうして本発
明による弁をフランジ結合することによって、油圧調節
可能なユニットを電気制御式に簡単に改造することが可
能でおる。

本発明による弁の構造は極めて単純でアシ、その製造経
費及び必要スペース（組込みスペース）は僅かである。

従って本発明によれば有利な電気・油圧式の信号発生器
が形成されている。

２本のコイルが１つの孔に配設されておシ、そのコイル
によって１つの可動子が選択的に一方又は他方の方向に
引っ張られる形式の、電磁石を介して制御される油圧式
のサージ弁は既に公知である。この場合該可動子に対し
て弁スライダがばねの力の作用下で伝力接続的に当接し
ており、この際に可動子の突出部に対して接触している
弁スライダが配置されている室は、妨害的影響を防ぐた
めに無圧に保たれなければならない（ヨーロツノξ特許
００１６４３６号明細書参照）。従ってこの公知装置に
おいては弁スライダの引っ掛かり発生の際に、対応制御
によって応力を一方向で弁体に作用せしめることは全く
不可能か又はせいぜい、該弁スライダが、電磁可動子へ
の方向に摺動した位置で引っ掛かった時にのみ可能でア
シ、シかもこの場合の応力は油圧力に付加はされない。

この公知装置では本発明による利点は全く達成されてい
ない。

前記公知例では電磁コイル内で形成された磁界から可動
子がばね力に抗して動かされ、との摺動によって、邪魔
板とノズル開口との距離が規定されると、それによって
やはり塞止め作用が形成され、それは磁界の大きさ延い
ては電気信号の大きさに依存する。しかしこの場合この
電気信号に応じて所定の運動量、即ちばねの摺動量が形
成され、との摺動量によって邪魔板とノズル開口、延い
ては流出横断面との距離が規定される。これと異なシ本
発明による構造においては圧力制御は電気信号によって
極めて小さな運動量のみを以って達成され、この際に磁
界によって形成された力は直接に座弁に作用して、液圧
によって形成された力に抗して作用し、それによって磁
力と、制御圧力の、弁体に作用する力との間にノ々ラン
スが形成され、この際に前述の方法でこの制御圧力によ
って形成された力が、場合によって発生する引っ掛かり
の解除のための反対方向制御時に協働作用する。このよ
うな力のノ々ランスの直接的形成は、前記のばね力との
バランス形成のための運動量形成を介しての回シ道に比
べて、その特性が決つして正確に調節可能ではないばね
の使用不要性に基づく製造及び構造経費上の利点のみで
なく、常に摩擦を引き起す前記運動量と結びついて生じ
る全ての妨害的影響が除去されるという利点がある。

本発明の構造においてはその運動量は、貫流ギャップ内
でギャップ幅が変化される大きさだけである。この場合
可動子の両端面のそれぞれが、圧力媒体を案内しかつ電
気信号に応じての圧力がその中で塞止め形成されるべき
孔の入口の手前に直接ニ位置することが可能である。

実施例 ケーシング１には３つの油圧接続部２，３゜４が配置さ
れている。作動時に接続部２には毎分で例えば０．５　
ｔの所定のオイル流が供給され、また接続部３にも同量
のオイル流が供給される。

接続部４は無圧の容器に接続されている。

接続部２は通路５に移行しこの通路５の、内室６への開
口部は弁球８のための座部（弁座〕７として形成されて
いる。同様に接続部３も通路９に移行し、この通路９の
内室１０への接続部は弁球１２のための座部１１として
形成されている。この内室６，１ｏは貫通孔１６の１部
分であシ、この孔１６内に、両側にそれぞれ１つの突出
部１４．１５を有する可動子１３が摺動可能に配置され
ている。この場合の各寸法は、弁球８と１２がそれぞれ
の所定の座部７，１１内に位置する時に、その弁球８と
突出部１４の端面との間及び弁球１２と突出部１５の端
面との間に解放スペースが残るように設定されている。

孔１６を取シ囲んで２つの弁コイル１７，１８が配置さ
れており、この内のコイル１７は２本の電線１９によっ
てまたコイル１８は２本の亀・線２０によって、電気的
な信号発生器２１に接続されている。

可動子１３の周面の少なくとも１つの側には軸線方向の
縦溝２２が形成されておシ′１だ、該可動子１３の中央
範囲には狭窄部分２３が形成されておシ、と、の狭窄部
分２３は可動子１３のあらゆる可能位置において、接続
部４に接続された通路２４の開口の前に位置する。これ
にょつて内室６及び１０内にそれぞれ、図示されていな
い無圧容器まで延びる接続部４内に形成された圧力が供
給されるようになっている。

本発明による弁の作動形式は以下のようである。電線１
９を介してコイル１７に電流が流されると、可動子１３
がその突出部１４を以って弁球８に対して押しつけられ
る。これに抗して該弁球８の反対側で通路５内に形成さ
れた液圧が作用して、弁球８の位置のためのバランス状
態が形成されるようになっておシ、このために前記通路
５内に形成される圧力がコイル１７によって可動子１３
に惹起される電磁力と丁度同じになるように、前記座部
７における絞りギャップの大きさが適切に設定されてい
る。

第２図では横座標にコイル１７を通る電流■がミリアン
ペアで示され、縦座標にはその都度に通路５内に形成さ
れる制御圧がパールで示されている。この図から分るよ
うに制御圧は電流量と共に直線的に上昇し、それによっ
て比例操作弁としての作用が形成されている。

また同じ作用が、電線２０を介してコイル１８に電流が
流され、それによって可動子１３に、該可動子１３の突
出部１５を弁球１２に向って押しつけ得る力が惹起せし
められた時にも生じる。この際に弁球８又は１２の付着
は望ましく　・ない。可動子１３がどちらかの側で動か
なくなってしまった時にはそれぞれ他方側のコイル１７
又は１８に電流を与え、該可動子１３を再び中立位置に
戻す力を形成する。

突出部１４と１５の各端面の相互距離は、座部７，１１
の位置及び弁球８，１２の直径に関係して、該弁球８，
１２が所定の座部から落下しないように規定されている
。

このように本発明の電磁式比例操作弁は、１つのケーシ
ング内に２つのコイルとその両コイルの作用を交互に受
ける唯１つの可動子とが配設され、該可動子の両方の摺
動側にそれぞれ１つの絞υ個所が作用しているものであ
る。この場合に本発明の実施態様によれば、その絞り個
所を座弁として形成することが可能である。従つて本発
明は絞９個所として座弁が配置されている電磁式の比例
操作弁でもｉ得、この場合に別な実施態様によって、そ
のような絞υ個所として作用する２つの座弁をケーシン
グ内に配置し、この２つの座弁の間に、２つのコイルの
作用を受ける可動手を配置することも可能である。

各コイルによって可動子に惹起された力は、それぞれの
座弁の弁体に直接に又はばねを介して間接的に作用せし
めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図は
本発明による弁の断面図、第２図は第１図の弁の作用線
図である。 １・・・ケーシング、ｌ、３．４・・・接続部、５゜９
．２４・・・通路、６，１０・・・内室、７．１１・・
・座部、８，１２・・・弁球、１３・・・可動子、１４
゜１５・・・突出部、１６・・・孔、１７．１８・・・
弁コイル、１９．２０・・・電線、２１・・・信号発生
器、２２・・・縦溝、２３・・・狭窄部分 へ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１磁・気コイルと、該コイルの磁界内で摺動可能で
   かつ所定の絞シ個所に対して作用する可動子とを栴する
   電磁式の比例操作弁であって、この絞シ個所が配設され
   ている通路内で、その供給された流体流内に圧力が塞止
   め可能である形式のものにおいて、１つの可動子（１３
   ）に、該可動子に対してそれぞれ一方向への作用を与え
   る２つのコイル（１７，１８）が配属されておりかつ、
   この可動子（１３）に２つの、該可動子（１３）のそれ
   ぞれ一方側に配置された絞シ個所が配属されておシ、こ
   のそれぞれの絞シ個所が座弁として形成されていること
   を特徴とする、電磁弁。 ２　可動子の各端面が弁体として、圧力制御されるべき
   圧力媒体を案内する孔の開口の直ぐ手前に位置している
   、特許請求の範囲第１項記載の比例操作弁。