JPS6221830Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、パイロツト型電磁制御弁に関するも
のである。

従来、電磁パイロツト形スプール弁として例え
ば特公昭47−29805号公報に示されたような液圧
方向制御弁装置は公知である。上記装置は、スプ
ール弁により構成した主弁と、電磁弁により構成
したパイロツト弁とを備え、主弁におけるスプー
ルの両端にばねを縮設し、スプールを中立位置に
保持できるようにすると共に、該スプールの両端
にそれを駆動する流体が給排される圧力室を形設
し、それらの圧力室への流体の給排を、上記パイ
ロツト弁によつて流路を切換えることにより行
い、それによりスプールを駆動して主弁における
流体流路を切換えるようにしたものである。而し
て、上記装置は、主弁における流路の切換えをオ
ン・オフ的に行うように構成したものであり、主
弁の流路の連通量をアナログ的に調節することは
できない。

本考案は、上記に鑑み、主弁部におけるスプー
ルを、パイロツト弁における一対のソレノイドへ
の通電量の差に比例して駆動し、それにより主弁
部における各ポート間の開口量を制御するように
したパイロツト型電磁制御弁を提供することを目
的とするものである。

上記目的を達成するため、本考案の電磁制御弁
は、主弁部における弁本体内に、流路の開口量を
制御するスプールを摺動可能に嵌挿し、該スプー
ルの両端にそれぞれ圧力室を設けると共にばねを
縮設し、この主弁部に、上記一対の圧力室にパイ
ロツト圧力を加えてそれらのバランスにより上記
スプールを変位させるパイロツト弁を付設し、該
パイロツト弁のパイロツト弁本体に、パイロツト
供給ポート、上記一対の圧力室にそれぞれ連通す
る一対のパイロツト出力ポート及び大気に開放し
た一対のリリーフポートを設けて、それらの各ポ
ート間の流路の開口量を制御するパイロツトスプ
ールを摺動可能に嵌挿し、該パイロツトスプール
の両端を、一対のソレノイド部において各ソレノ
イドの通電量に比例した吸引力で各固定鉄心に吸
引される可動鉄心にそれぞれ連結すると共に、各
ソレノイドに通電する電気回路を、一方のソレノ
イドへの通電量が増加すると他方のソレノイドへ
の通電量が減少するものとし、該パイロツトスプ
ールの両端のフイードバツク圧力室を、パイロツ
ト弁本体に形設したフイードバツク流路によつて
上記可動鉄心によるパイロツトスプールの移動に
より出力が得られるパイロツト出力ポートにそれ
ぞれ連通させることにより構成される。

上記構成のパイロツト型電磁制御弁において、
パイロツト弁の一方のソレノイド部への通電量を
他方のソレノイド部への通電量より相対的に大き
なものとすれば、パイロツトスプールはそれらの
通電量の差に応じて変位する。その変位により、
一方のパイロツト出力ポートにパイロツト圧力が
得られると共に、そのパイロツト圧力はパイロツ
トスプールの端部のフイードバツク圧力室にフイ
ードバツクされ、それによりパイロツトスプール
は上記通電量の差に比例した大きさの電磁吸引力
と上記パイロツト圧力とが均衡する位置に移動し
て、上記通電量の差に比例したパイロツト圧力が
出力される。このパイロツト圧力は、主弁部にお
けるスプールの一端に設けられた圧力室に伝えら
れ、それに伴い該スプールが上記パイロツト圧力
の大きさに応じて駆動され、主弁部の流路の開口
量が制御される。

以下、本考案を図示の実施例に基づいて詳細に
説明するに、第１図において、１はパイロツト弁
部、２はそれによつて駆動される主弁部である。

主弁部２における弁本体３は、流体の供給ポー
ト４、出力ポート５ａ，５ｂ及び排出ポート６
ａ，６ｂを備え、該弁本体３の内部に、上記各ポ
ートに通じる供給開口７、出力開口８ａ，８ｂ及
び排出開口９ａ，９ｂを備えたスリーブ１０を挿
嵌し、該スリーブ１０内に、上記供給ポート４及
び排出ポート６ａ，６ｂを開閉して各ポート間の
流路を切換えると共にその開口量を制御するスプ
ール１１を摺動可能に嵌挿し、さらに上記スプー
ル１１の両端に形設した圧力室１２ａ，１２ｂに
おいて、スプール１１の両端に穿設したばね座穴
１３ａ，１３ｂと弁本体３に進退可能に螺挿した
ねじ１４ａ，１４ｂとの間にばね１５ａ，１５ｂ
をそれぞれ縮設している。図中、１６ａ，１６ｂ
はねじ１４ａ，１４ｂと端板１７ａ，１７ｂとの
間に設けたばね、１８ａ，１８ｂはスプール１１
の変位を規制するストツパである。

上記パイロツト弁部１におけるパイロツト弁本
体１９は、主弁部２の供給ポート４に連通するパ
イロツト供給ポート２０、前記圧力室１２ａ，１
２ｂにそれぞれ連通するパイロツト出力ポート２
１ａ，２１ｂ及び大気に開放した一対のリリーフ
ポーート２２ａ，２２ｂを備え、該パイロツト弁
本体１９内に、スリーブ１９ａを介して、上記各
ポート間の流路を切換えると共にその開口量を制
御するパイロツトスプール２３を摺動可能に嵌挿
し、該パイロツトスプール２３の両端の軸杆２４
ａ，２４ｂを、該パイロツトスプール２３の両端
に形設したフイードバツク圧力室２５ａ，２５ｂ
を貫通させて一対のソレノイド部２６ａ，２６ｂ
における可動鉄心２７ａ，２７ｂにそれぞれ連結
し、ソレノイド２８ａ，２８ｂへの通電により上
記可動鉄心２７ａ，２７ｂを吸引する固定鉄心２
９ａ，２９ｂに、可動鉄心２７ａ，２７ｂの吸着
位置を規制するブツシユ３０ａ，３０ｂを付設し
て、可動鉄心２７ａ，２７ｂのストロークを吸引
力がそれぞれのソレノイド２８ａ，２８ｂへの通
電量にほぼ比例する範囲に設定している。さら
に、上記フイードバツク圧力室２５ａ，２５ｂ
は、可動鉄心２７ａ，２７ｂによるパイロツトス
プール２３の移動によりパイロツト出力ポート２
１ａ，２１ｂに得られる出力を、そのパイロツト
スプール２３を押戻す方向にフイードバツク圧力
として作用させるべく、それぞれフイードバツク
流路３１ａ，３１ｂを介してパイロツト出力ポー
ト２１ｂ，２１ａに連通させ、このフイードバツ
ク圧力とソレノイド部における吸引力をバランス
させるように構成している。なお、図中、３２
ａ，３２ｂはパイロツトスプール２３の変位を規
制するストツパである。

次に、上記構成を有するパイロツト型電磁制御
弁の作用について説明する。

第１図は、一対のソレノイド２８ａ，２８ｂへ
の非通電状態または同一電流値における通電状態
を示し、パイロツト弁部１のパイロツトスプール
２３及び主弁部２のスプール１１がいずれも中立
位置にある。

ソレノイド２８ａ，２８ｂは、通常、一方への
電流値が増加するときに他方は減少するように相
反する特性をもつた電気回路で駆動されるもの
で、これらのソレノイド２８ａ，２８ｂへ通電す
ると、固定鉄心２９ａ，２９ｂと可動鉄心２７
ａ，２７ｂとの間にその通電量に応じた吸引力が
作用し、パイロツトスプールは２３は通電量の少
ないソレノイドの方向に変位する。

今、ソレノイド２８ａ，２８ｂに通電してソレ
ノイド２８ａへの通電量をソレノイド２８ｂのそ
れよりも大きくすると、両ソレノイド２８ａ，２
８ｂへは通電量に比例した吸引力が発生し、パイ
ロツトスプール２３は両ソレノイド部２６ａ，２
６ｂの可動鉄心に作用する吸引力の差により左動
して、リリーフポート２２ｂが大気に開口すると
共にパイロツト供給ポート２０とパイロツト出力
ポート２１ａが連通し、パイロツト流体が主弁部
２の圧力室１２ａに流入すると共に、フイードバ
ツク流路３１ｂを通つてフイードバツク圧力室２
５ｂにも流入する。これによつて、ソレノイド部
２６ｂの可動鉄心２７ｂに作用する吸引力とフイ
ードバツク圧力室２５ｂに流入したパイロツト流
体の作用力の和がパイロツトスプール２３を押戻
す方向に作用し、パイロツトスプール２３は、上
記力の和とソレノイド部２６ａの吸引力とがバラ
ンスする位置に移動する。その位置は、パイロツ
ト出力ポート２１ａのパイロツト圧力P₁が両ソレ
ノイド２８ａ，２８ｂへの通電量の差に応じて決
る一定圧に達しない場合には、その程度に応じた
開口量でパイロツト供給ポート２０とパイロツト
出力ポート２１ａを連通させる位置であり、パイ
ロツト圧力P₁が所定の圧力に達した状態では、各
ポート間の流路が閉鎖される中立位置である。

このようにして、パイロツト圧力P₁は常に一定
圧に保持されるため、このパイロツト圧力P₁が端
部に作用する主弁部２のスプール１１は、該パイ
ロツト圧力P₁による作用力とばね１５ｂの付勢力
がバランスする位置まで押圧移動せしめられ、供
給ポート４と出力ポート５ａ及び出力ポート５ｂ
と排出ポート６ｂを、スプール１１の移動量に応
じた一定の開口量で連通させ、これによつて一対
のソレノイド２８ａ，２８ｂへの通電量の差に応
じた出力を、主弁部２の出力ポート５ａから取り
出すことができる。

次いで、ソレノイド２８ａへの通電量をソレノ
イド２８ｂへのそれより小さくすれば、パイロツ
トスプール２３が右動してリリーフポート２２ａ
が大気に連通し、圧力室１２ａのパイロツト圧力
P₁がパイロツト出力ポート２１ａ及びリリーフポ
ート２２ａを介して大気に流出するため、主弁部
２のスプール１１はばね１５ｂの付勢力により原
位置に復帰し、これと共にパイロツトスプール２
３の右動によりパイロツト供給ポート２０とパイ
ロツト出力ポート２１ｂが連通するため、パイロ
ツト流体が主弁部の圧力室１２ｂに流入すると共
に、フイードバツク流路３１ａを通つてフイード
バツク圧力室２５ａに流入し、これによつて、上
述の場合と同様の作用により、パイロツトスプー
ル２３が、両ソレノイド部の可動鉄心に作用する
吸引力とフイードバツク圧力室２５ａに流入した
パイロツト流体の作用力とがバランスする位置に
移動する。従つて、主弁部２におけるスプール１
１は、パイロツト出力ポート２１ｂからのパイロ
ツト圧力P₂の作用力とばね１５ａの付勢力がバラ
ンスする位置まで押圧移動され、主弁部２の出力
ポート５ｂに一対のソレノイド２８ａ，２８ｂの
通電量の差に応じた出力が得られる。

第２図は、一対のソレノイド部２６ａ，２６ｂ
における各可動鉄心２７ａ，２７ｂのストローク
と吸引力との関係を各ソレノイド２８ａ，２８ｂ
への通電量をパラメータとして表わしたものであ
る。同図に示すように、l₁の範囲内においては各
可動鉄心２７ａ，２７ｂが各固定鉄心２９ａ，２
９ｂに近づくに従つて吸引力が著しく増大し、l₂
の範囲内においてはストロークに拘わらず吸引力
が電流値にほぼ比例する。このことから本考案は
l₂の範囲を利用するものであり、前記ブツシユ３
０ａ，３０ｂ及びストツパ３２ａ，３２ｂは可動
鉄心２７ａ，２７ｂのストロークをl₂の範囲内に
設定するものである。

第３図は、上記パイロツト弁部１におけるソレ
ノイド２８ａへの通電量（この通電量の増加に伴
つてソレノイド２８ｂへの通電量は減少）とこれ
により生じるパイロツト圧力との関係を示すもの
である。

第４図は、一対のソレノイド２８ａ，２８ｂへ
の通電量の差と主弁部２における各ポート間の流
体の流量との関係を示す線図で、横軸のソレノイ
ドに対する電流値は、中央から左方にいくに従つ
てソレノイド２８ａの電流値がソレノイド２８ｂ
のそれよりも大きくなり、右方にいくに従つて逆
にソレノイド２８ｂの電流値が大きくなるものと
し、曲線C₁はポート４，５ａ間の流量を、曲線
C₂はポート４，５ｂ間、曲線C₃はポート５ｂ，
６ｂ間、曲線C₄はポート５ａ，６ａ間の流量を
示している。この特性は主弁部２のねじ１４ａ，
１４ｂの回転調節やばね１５ａ，１５ｂの交換に
よつて変えることができ、また、スプールランド
とスリーブ１０の各開口の相対位置を調節して、
制御対象に応じたオーバーラツプ構造あるいはア
ンダーラツプ構造とすることができる。

第５図は、上記パイロツト型電磁制御弁を用い
た空気圧回路の一例を示し、３２は上記パイロツ
ト型電磁制御弁、３３は空気供給源、３４はシリ
ンダである。このような回路によれば、パイロツ
ト弁部の一対のソレノイドへの通電量の調整によ
り、シリンダのピストンを第６図に示す実線ある
いは点線のような任意の態様に制御できる。

なお、上記実施例では主弁部２として４方弁を
示したが、それに限ることなく２方弁あるいは３
方弁等によつても実施できること当然であり、ま
た上記実施例においては、ねじ１４ａ，１４ｂの
回転調節によりスプール１１を変位させてその原
位置を任意に設定することができる。

本考案のパイロツト型電磁制御弁によれば、パ
イロツト圧力を一対のソレノイドへの通電量の差
に応じたものとして出力する４方制御弁をパイロ
ツト弁として、大型の主弁を制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のパイロツト型電磁制御弁の断
面図、第２図はパイロツト弁部における各ソレノ
イドの吸引力特性を示す線図、第３図はパイロツ
ト弁部の出力特性を示す線図、第４図は上記パイ
ロツト型電磁制御弁の流量特性を示す線図、第５
図はそのパイロツト型電磁制御弁を用いた空気圧
回路図、第６図はその空気圧回路におけるシリン
ダの応答制御例を示す線図である。 １……パイロツト弁部、２……主弁部、３……
弁本体、４……供給ポート、５ａ，５ｂ……出力
ポート、１１……スプール、１２ａ，１２ｂ……
圧力室、１５ａ，１５ｂ……ばね、１９……パイ
ロツト弁本体、２０……パイロツト供給ポート、
２１ａ，２１ｂ……パイロツト出力ポート、２３
……スプール、２５ａ，２５ｂ……フイードバツ
ク圧力室、２６ａ，２６ｂ……ソレノイド部、２
７ａ，２７ｂ……可動鉄心、２８ａ，２８ｂ……
ソレノイド、２９ａ，２９ｂ……固定鉄心。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主弁部における弁本体内に、流路の開口量を制
   御するスプールを摺動可能に嵌挿し、該スプール
   の両端にそれぞれ圧力室を設けると共にばねを縮
   設し、この主弁部に、上記一対の圧力室にパイロ
   ツト圧力を加えてそれらのバランスにより上記ス
   プールを変位させるパイロツト弁を付設し、該パ
   イロツト弁のパイロツト弁本体に、パイロツト供
   給ポート、上記一対の圧力室にそれぞれ連通する
   一対のパイロツト出力ポート及び大気に開放した
   一対のリリーフポートを設けて、それらの各ポー
   ト間の流路の開口量を制御するパイロツトスプー
   ルを摺動可能に嵌挿し、該パイロツトスプールの
   両端を、一対のソレノイド部において各ソレノイ
   ドへの通電量に比例した吸引力で各固定鉄心に吸
   引される可動鉄心にそれぞれ連結すると共に、各
   ソレノイドに通電する電気回路を、一方のソレノ
   イドへの通電量が増加すると他方のソレノイドへ
   の通電量が減少するものとし、該パイロツトスプ
   ールの両端のフイードバツク圧力室を、パイロツ
   ト弁本体に形設したフイードバツク流路によつて
   上記可動鉄心によるパイロツトスプールの移動に
   より出力が得られるパイロツト出力ポートにそれ
   ぞれ連通させたことを特徴とするパイロツト型電
   磁制御弁。