JPS6229738Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、流体流路を切換える電磁弁に関する
ものである。

従来の電磁弁として、第１の３方切換弁構造の
出力圧をパイロツト圧として第２の３方切換弁構
造の弁体を駆動し、これによつて全体的には４方
切換弁として機能するように構成したものは公知
である。

しかるに、上記電磁弁においては、供給流体圧
力が高くなると、第１の３方切換弁構造からの出
力圧をパイロツト圧として駆動される第２の３方
切換弁構造におけるピストンパツキン及び切換弁
体が過度の切換駆動力を受け、それによつてピス
トンパツキンや切換弁体が変形し、故障の原因に
なるばかりでなく、部品の寿命が著しく短縮する
ことも少なくない。

本考案は、上述した第２の３方切換弁構造のピ
ストンパツキンや切換弁体が過度の変形を受けな
いようにして、その寿命の長期化を達成する電磁
弁を提供しようとするもので、かかる目的を達成
するため、本考案の電磁弁は、ソレノイドによつ
て駆動される第１の３方切換弁構造と、その出力
圧をパイロツト圧として加えることにより駆動さ
れる第２の３方切換弁構造とを備えたものにおい
て、第２の３方切換弁構造を、上記パイロツト圧
により駆動されるピストンパツキンとそれにより
切換駆動されて出力口を入力口と排気口とに切換
連通させる切換弁体とを備えたものとして構成
し、一方の係止部に当接する復帰位置から他方の
係止部に当接する駆動位置までのピストンパツキ
ンのストロークを、一方の弁座に当接する復帰位
置から他方の弁座に当接する駆動位置までの切換
弁体のストロークよりも僅かに大きく設定され
る。

かかる本考案の電磁弁において、第１の３方切
換弁構造の出力圧（パイロツト圧）により第２の
３方切換弁構造のピストンパツキンと切換弁体を
駆動すれば、一方の弁座に当接していた切換弁体
が切換わつて他方の弁座に当接すると共に、一方
の係止部に当接していたピストンパツキンが切換
弁体を他方の弁座に押圧しつつ他方の係止部に当
接着座するが、ピストンパツキンのストロークを
切換弁体のそれより僅かに大きく設定して両スト
ローク端で係止部に当接するようにしているた
め、切換弁体はピストンパツキンによる押圧で過
度の変形を受けることなく確実に弁座を閉鎖し、
それにより特別の手段を施すことなく切換弁体の
長寿命化が可能であり、また切換終了時において
はピストンパツキンが係止部に着座した状態にあ
るため、その切換状態が極めて安定的であり、し
かも着座したピストンパツキンにより切換弁体が
軸方向に圧縮された状態にあつて、弾性復元力を
蓄積しているため、復帰切換時にその弾性復元力
によりピストンパツキンをその始動抵抗に打勝つ
て押戻すように起動し、そのため復帰動作をも応
答良く確実に行わせることができる。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明すると、第１図及び第２図において、１は弁
部、２はソレノイドで、該ソレノイド２により弁
部の流体流路を切換え可能に構成したものであ
る。

上記ソレノイド２は、ボビン３に巻回した励磁
用コイル４の外側を磁気枠５で囲繞すると共に、
ボビン３の中心の孔３ａに嵌着した固定鉄心６を
ねじ７により磁気枠５と一体に固定し、さらにボ
ビン３の孔３ａ内に可動鉄心８を軸方向に摺動可
能に配設して、該可動鉄心８を、コイル４への通
電励磁に伴う電磁力により第１復帰ばね９の付勢
力に抗して固定鉄心６に吸着させ、それにより後
述する第１入力弁座１７から離間する方向に駆動
変位させるように構成している。

一方、上記弁部１における弁本体１０は、入力
ポート１１、第１排気ポート１２、第２排気ポー
ト１３、第１出力ポート１４及び第２出力ポート
１５を備え、さらに入力ポート１１を第１及び第
２入力路１１ａ，１１ｂに分岐させ、弁本体１０
内には、上記第１入力路１１ａ、第１排気ポート
１２及び第１出力ポート１４の切換えを行う第１
の３方切換弁構造、並びに第２入力路１１ｂ、第
２排気ポート１３及び第２出力ポート１５の切換
えを行う第２の３方切換弁構造を設けている。

而して、第１の３方切換弁構造としては、上記
第１入力路１１ａを第１入力弁座１７を介して弁
室１８に連通させ、該弁室１８内においては、入
力弁体１９を上記可動鉄心８内にばね８ａで付勢
した状態で内設して、該可動鉄心８の変位により
第１入力弁座１７を開閉できるように構成してい
る。

また、上記第１排気ポート１２に連通する第１
排気弁座２０は、第１入力弁座１７と背向状態に
形設され、この第１排気弁座２０を排気弁体２１
により開閉することによつて第１出力ポート１４
と第１排気ポート１２の間の流路を通断するよう
に構成している。該排気弁体２１の開閉は、上記
可動鉄心８に先端が衝当する１本または複数本の
押棒２２を該排気弁体２１に設け、この押棒２２
を介して該排気弁体２１を可動鉄心８で駆動する
ことにより行われる。

上記第１入力弁座１７を開閉する入力弁体１９
及び第１排気弁座２０を開閉する排気弁体２１に
よつて構成される第１の３方切換弁構造は、第１
出力ポート１４に出力圧を得ると同時に、以下に
説明する第２の３方切換弁構造を駆動するための
パイロツト流体圧力を発生させるものである。そ
のため、上記排気弁体２１は第１出力ポート１４
に連通させた第２の３方切換弁構造の駆動圧力室
２３内に配設している。上記駆動圧力室２３は、
第２の３方切換弁構造を形成する弾性材製の切換
弁体２６のガイド部が挿嵌されたピストンパツキ
ン２５により区画形成され、第２図の状態におい
て該ピストンパツキン２５にそれを駆動するため
の上記出力圧（パイロツト流体圧力）を作用させ
るものであり、この駆動圧力室２３内において、
上記排気弁体２１とピストンパツキン２５との間
に排気弁体２１と一体に構成した弾性柱からなる
第２複帰ばね２４を縮設している。

上記ピストンパツキン２５は、第１図乃至第４
図に示すように、その上段柱部２５ａをシール部
とし、中段及び下段柱部２５ｂ，２５ｃを上下摺
動のためのガイド部にすると共に、下段柱部２５
ｃの上、下端面２５ｄ，２５ｅを弁本体１０及び
それに内設した弁枠３１の係止部２７，３１ａに
当接するストツパ部とし、さらに中段及び下段柱
部２５ｂ，２５ｃの外側における対向位置に、上
記下端面２５ｅに凹設した環状溝２５ｆにより互
いに連通させた一対の縦溝２５ｇ，２５ｈを切設
し、それにより上記下端面２５ｅが弁枠３１の係
止部３１ａに当接した状態において第２出力ポー
ト１５から第２排気ポート１３に通じる流路を確
保している。

上記ピストンパツキン２５に離間可能に挿嵌さ
れた切換弁体２６は、ピストンパツキン２５によ
り押下げられると共に、流体圧力及び必要に応じ
て縮設した第３復帰ばね３０の付勢力との合力に
より押上げられ、それにより前記第２入力路１１
ｂから第２出力ポート１５に至る流路を形成する
弁枠３３上の第２入力弁座２８と、第２出力ポー
ト１５から第２排気ポート１３に至る流路を形成
する弁枠３１上の第２排気弁座２９とを交互に開
閉して流体流路の切換えを行うものであり、切換
弁体２６の上下への摺動の案内を確実にするた
め、下部におけるガイド杆部２６ａを弁枠３３の
案内孔３３ａに挿嵌している。また、ピストンパ
ツキン２５により切換弁体２６を下方に駆動する
際に、第２入力弁座２８に押圧した切換弁体２６
を過度に変形させないため、ピストンパツキン２
５のストロークａを切換弁体２６のストロークｂ
より僅かだけ大きく設定して、切換弁体２６が第
２入力弁座２８に当接した後、直ちにピストンパ
ツキン２５の下端面２５ｅが係止部３１ａに当接
着座するようにしている。

上記ピストンパツキン２５及び切換弁体２６を
備えた第２の３方切換弁構造は、上述したよう
に、第２入力弁座２８と第２排気弁座２９を交互
に開閉することにより流路の切換えを行うもの
で、上記駆動圧力室２３においてピストンパツキ
ン２５に作用する流体圧力によりピストンパツキ
ン２５を介して切換弁体２６を押圧させ、これに
よつて第２入力弁座２８を閉鎖し、またそれとは
逆の方向に切換弁体２６を付勢する流体圧力及び
第３復帰ばね３０の付勢力の合力により、上記第
２入力弁座２８に対向配置された第２排気弁座２
９を閉鎖するように構成している。

次に、上記構成の電磁弁の動作を説明する。

ソレノイド２の消磁状態においては、第１図に
示すように、第１出力ポート１４と第１排気ポー
ト１２、及び入力ポート１１と第２出力ポート１
５がそれぞれ連通している。即ち、ソレノイド２
の消磁状態においては、可動鉄心８が第１復帰ば
ね９の付勢力により第２復帰ばね２４の付勢力に
抗して復帰変位し、入力弁体１９が第１入力弁座
１７を閉鎖すると共に排気弁体２１が第１排気弁
座２０を開放して、第１出力ポート１４を第１排
気ポート１２に連通させる。この場合、駆動圧力
室２３が第１排気ポート１２に連通して降圧状態
にあるため、ピストンパツキン２５及び切換弁体
２６は第２入力路１１ｂからの流体圧力及び第３
復帰ばね３０の付勢力の合力により第２復帰ばね
２４の付勢力に抗して復帰位置にあり、切換弁体
２６が第２排気弁座２９を閉鎖すると共に第２入
力弁座２８を開放し、入力ポート１１が第２出力
ポート１５に連通している。

今、ソレノイド２を励磁すると、第２図に示す
ように、入力ポート１１と第１出力ポート１４及
び第２出力ポート１５と第２排気ポート１３がそ
れぞれ連通する。即ち、ソレノイド２を励磁状態
にすると、可動鉄心８は電磁力及び圧縮状態にあ
る第２復帰ばね２４の付勢力の合力により第１復
帰ばね９の付勢力に抗して固定鉄心６に吸着さ
れ、入力弁体１９が第１入力弁座１７を開放する
と共に排気弁体２１が第２復帰ばね２４の付勢力
により第１排気弁座２０を閉鎖して、入力ポート
１１が第１出力ポート１４に連通する。また、駆
動圧力室２３が第１出力ポート１４に連通して昇
圧するため、流体圧力がピストンパツキン２５に
作用して該ピストンパツキン２５及び切換弁体２
６を流体圧力及び第３復帰ばね３０の付勢力の合
力に抗して駆動変位させ、これにより切換弁体２
６が第２排気弁座２９を開放すると同時に第２入
力弁座２８を閉鎖し、第２出力ポート１５を第２
排気ポート１３に連通させる。

而して、上記第２図の状態において、切換弁体
２６がピストンパツキン２５により第２入力弁座
２８に過度に変形する程強く押圧されることはな
い。それは、ピストンパツキン２５のストローク
ａを切換弁体２６のストロークｂより僅かだけ大
きくしているため、ピストンパツキン２５の下動
に伴つて先ず切換弁体２６が第２入力弁座２８に
当接し、その後僅かのストローク（ａ−ｂ）によ
りピストンパツキン２５が係止部３１ａに当接着
座するからである。

この後、ソレノイド２を消磁すれば、各流路は
第１図の切換状態に復帰するが、その切換動作は
特に第２の３方切換弁構造においてスムーズに行
われる。即ち、ソレノイド２の消磁により可動鉄
心８は第１復帰ばね９の付勢力で固定鉄心６から
離間して、第１図の復帰位置に変位し、入力弁体
１９が第１入力弁座１７を閉鎖すると共に、排気
弁体２１が第１排気弁座２０を開放する。これに
より駆動圧力室２３が降圧してピストンパツキン
２５及び切換弁体２６が復帰上動するが、その起
動時には、上向きに作用する流体圧力及び第３復
帰ばね３０の付勢力の合力の他に、軸方向に圧縮
された切換弁体２６の弾性復元力も作用するた
め、ピストンパツキン２５及び切換弁体２６は始
動時の大きな摩擦抵抗に打勝つて応答良く確実に
上動復帰する。

また、上記各切換動作において、ピストンパツ
キン２５及び切換弁体２６のストロークは、上部
においてはピストンパツキン２５の中段及び下段
柱部２５ｂ，２５ｃが、また下部においては切換
弁体２６のガイド杆部２６ａがそれぞれ摺動に対
するガイドとして作用するため、安定的且つスム
ーズに行われる。

なお、切換弁体２６は、弾性材を金属あるいは
合成樹脂製の杆体の外側に部分的に付着すること
により構成することもでき、さらに切換弁体２６
をピストンパツキン２５に嵌着固定してもよく、
また上記一対の弁枠３１，３３を一体として構成
することもできる。

第５図は、本考案の異種実施例を示し、ピスト
ンパツキン４１と切換弁体４２とを抜止状態で軸
方向に遊びをもたせて伸縮可能に連結し、それに
よりピストンパツキン４１は先ず自己の始動抵抗
に打勝てば始動し、その後に切換弁体４２をその
始動抵抗に抗して駆動するように構成して、ピス
トンパツキン４１の始動を小さな力で容易に行え
るようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例の異なる切
換状態を示す断面図、第３図及び第４図はそのピ
ストンパツキンの側面図及び底面図、第５図は本
考案の異種実施例の部分断面図である。 ２……ソレノイド、２５，４１……ピストンパ
ツキン、２６，４２……切換弁体、２７，３１ａ
……係止部、２８，２９……弁座。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ソレノイドによつて駆動される第１の３方切換
   弁構造と、その出力圧をパイロツト圧として加え
   ることにより駆動される第２の３方切換弁構造と
   を備えたものにおいて、第２の３方切換弁構造
   を、上記パイロツト圧により駆動されるピストン
   パツキンとそれにより切換駆動されて出力口を入
   力口と排気口とに切換連通させる切換弁体とを備
   えたものとして構成し、一方の係止部に当接する
   復帰位置から他方の係止部に当接する駆動位置ま
   でのピストンパツキンのストロークを、一方の弁
   座に当接する復帰位置から他方の弁座に当接する
   駆動位置までの切換弁体のストロークよりも僅か
   に大きく設定したことを特徴とする電磁弁。