JPS6262068A - 流れ方向制御直動形電磁すべり弁 - 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、一般的にいえば弁技術に関するものであり、
さらに具体的にいえば、弁スプールの短いストロークに
おける空気流れの制御の効率全最大にできるように許容
誤差の蓄積を最小限にしてソレノイドで直接に操作され
る弁スプールを用いるヰ方流れ方向制御空気弁に関する
ものである。

本発明の弁は、空気シリンダの両端に接続された空気供
給管路などの管路内の空気の流れの方向を制御するため
に空気流管路において用いるのに適するもので、空気シ
リンダの両方向における動作を制御する工業的空気使用
用途で用いるのに適する。空気シリンダは１種々の形式
の工業機械で用いられる。

従来技術 空気弁にソレノイドによって操作される弁スプールを設
けることは、空褒弁技術において公知である。従来、ソ
レノイドによって直接操作される弁スプールを用いた４
方流れ方向制御空気弁において、弁スプールはソレノイ
ドの蓋の中にあるある種の適当な止め具によって止めら
れた。そのような従来の直接ソレノイド操作弁スプール
構造体は、蓋および蓋ガスケットを含めたソレノイドの
種々の部品を表作するときの多くの許容誤差を含んでい
た。そのような従来の構造体では、ソレノイドに正確な
短いストロークをさせてル方弁スプールに同様に正確な
短いストロークを与えるように、許容誤差の蓄積ができ
るだけ少ない直接ソレノイド操作弁を作ることは不可能
であった。そのような従来の直接ソレノイド操作流れ方
向制御空７弁においては、所望の弁スプール行程を与え
るために弁スプールの製作時の種々の許容誤差を考慮す
ることも必要であった。

発明が解決しようとする問題点 従って本発明は、許容誤差の蓄積のできるだけ少ない直
接ソレノイド操作４方流れ方向制御弁を提供することヲ
目的とする。

間浄点を解決するための手段 本発明によれば、空気シリンダの一端に向う加圧空気の
流れを制御する一方、空気シリンダの他端から排気して
次に空気の流れ状態を空気弁の短いストロークで逆にす
る制御を行う短ストローク弁スプールを備えだ４方流れ
方向制御空気弁が提供される。この弁スプールは、直接
に係合できるソレノイドによって一つの方向に可動で、
他方には戻しばねによって可動であるか、または直接に
係合されたソレノイドによって両方向に操作されてもよ
い。この弁スプールは、一端をソレノイドの磁極片に直
接押しあてて初期位置に位置決ぬされ、磁極片は、弁ス
プールが作動可能に取付けられている弁胴の隣接端に押
しあてられている。加圧空気の弁を通って空気シリンダ
の一端に至る流れを変え、空気シリンダの他端から排気
装置への空気の排出を制御するために弁スプールを正確
な長さに農作するための許容誤差のすべてを前述の正極
片が押しあてられている弁胴の端から調整できる。また
、ソレノイドの可動部分、すなわち。

磁極の長さ、プッシュロッドおよびアーマチュアの位置
に対する許容誤差を許容誤差の蓄積を最小にして正確に
決定できる。本発明の直接ソレノイド操作弁は、使用さ
れるエネルギーを最小にして空気の流れ方向制御操作を
行えるように高い流れ制御効率、短いストロークおよび
最小型カンレノイドをもった４方流れ方向制御空気弁を
提供する。

実施例 図面、特に第１図を参照すると、数字１０は。

本発明の原理に従って作ったヰ方流れ方向制御空気弁の
第１の例示実施例を総括的に表わす。弁ＩＱは頂端カバ
ー板１２によって上側を囲われている弁胴１１を備え、
カバー板１２は、複数の適当な小ねじ１５によって弁胴
１１の適所に取外し可能に固着されている。弁胴１１を
貫通して水平の長手方向弁孔１雑が形成され、その孔は
両端が開いている。数字１５で総括的に表わされている
通常の弁ス゛ブールが弁スプール孔１１１に摺動可能に
装着されている。

第１因に示したよう゛に、中央に配置された加圧空気入
口室１８が弁スプール孔Ｉｌｌに通じてい。

１対のシリンダ室１つおよび２１が入口室の両側に形成
され、それらは、弁スプール孔１４に通じ。

また１対の普通のランド（番地なし）によって入口室１
８と分離されている。シリンダ室１つおよび２１は、そ
れぞれ１対のシリンダ・ポート２０および２２へ接続さ
れている。弁胴１１に１対の排気室１６および１７が形
成されて、それぞれシリンダ室１９および２１の外仲の
位置で弁スプール孔１ヰと通じている。各排気室１６お
よび１７は、それぞれの排気通路２３によって共通排気
室２５に接続されている。図示のように、各排気通路２
３は、数字２球によって総括的に表わされた調節可能な
流れ制御弁を中に取つけられている。

しかし、２５のような流れ制御装置の使用は自由選択で
あって、流れ制御装置のない単純なカバー板１２を用い
てもよいことが分るであろう。

弁スプール１５は、環状弁要素２８を備え、その弁要素
は、弁スプール孔ｉ４の中のランドに摺動可能に取付け
られ排気室１６とシリンダ室１つとの間でこれらの室の
間の流れを制御する。弁スプール１５にはさらに１対の
中央に配置されて。

間隔をあけた環状弁要素２つおよび３０が設けられ、そ
れらは、弁スプール孔１４内でそれぞれ入口室１ｇとシ
リンダ室１つの間および入口室ＩＩ！とシリンダ室２１
との間にあるランドを越える流れを制御する。弁スプー
ル１５にはまた第ヰの環状弁要素３１が設けられ、その
弁要素は、シリンダ室２１と排気室１７との間にある弁
スプール孔１ｕＫ−あるランドを越える空気の流れを制
御する。

弁スプールｌうにはさらにその右端に。−リングシール
う２を左端に０−リングシール３３とが設けられ、　シ
ーｈ３２および３３は、弁スプール孔１４の外端部分に
摺動可能に取付けられている。

数字３６は、蓋またはハウジング３７を備えたンレノイ
ドヲ総括的に表わしている。ソレノイド３６は、弁胴１
１に適当な、小ねじ３５によって固着されている。ソレ
ノイド３６には、普通のコイル組立体３ｇを作動できる
形で支持する支持枠３ヰがある。枠３１１とコイル組立
体３８は、適当なばね３９によってパイアスカをがけら
ｎて、弁胴１１の隣接面に押しあてられている。ばねバ
イアスのかかった磁極片Ｉ４０がコイル組立体３ｇの中
に軸方向に配置されたコア案内の中に摺動可能に取付け
られている。ばねＩｌｌが常時、−磁極片４゜の外端４
７にパイアスカをがけて、第１因に示すように、弁スプ
ール孔ｉｌｌの右端を取巻く弁胴のくぼんだ端壁面１１
２に押しあてて接合する。ソレノイド・プランジャまた
はアーマチュアｌＬ３がコイル組立体３８の中央孔にあ
るコア案内の中に摺動可能に取付けられ、その内端は、
径の小さくなツタ一体の弁スプール延長軸すなわちプッ
シュロッドＵｔｔの外端に当接して作動する。弁スプー
ル延長細球４は、磁極片４０ｆ、貫通して形成された軸
方向孔１！５ｉ通して摺動可能に取付けられている。ソ
レノイド・アーマチュアＩＩ５は、弁スプール延長軸ヰ
４の外端にきわめて接近して置かれている。ソレノイド
蓋３７の外端壁にある孔４ｇに手動作動子５１が摺動可
能に取付けられておシ。

それはばね５０全もっている。ソレノイドの構造の詳細
は、米国特許第４．１００．５１９号にもっと完全に記
載されている。

弁スプール１５は常時は第１図に示した初期位置にパイ
アスカをかけられ、その右端４６が戻しばね５２によっ
て磁極片４ｏの外端ｕ７に押しあてて係合している。ば
ね５２は、一端を弁スプールの左端５３に当接し、他端
を蓋板５１Ｉにあるポケットの内壁に押しつけて着座さ
せてばね室内に配設される。ばね室蓋板５１１は適当な
小ねじ５５によって弁ル１１に取外し可能に固着されて
いる。

使用時には、シリンダボー）２０および２２は。

例えば、加圧空気によって制御される空気シリンダの両
端に接続される。第１図に示さ扛た弁スプール１５の初
期位置において、加圧空気は、加圧空気源に適当な手段
で接続される入口室１８から環状弁要素２９を過ぎ、弁
スプール孔ｉｌｌを通ってシリンダ室１つに入ってシリ
ンダボー）２０ｉ通って出るように流れる。同時に、シ
リンダの他端からの空気はシリンダボート２２に入って
シリンダ室２１１ｆｒ、通シ、排気室１７および排気通
路２３を通り、空気を大気へ導く排気室２５または任意
の他の適当な排気点に排出される。ソレノイド３６が付
勢されると、アーマチュア４３は、第１図に見られるよ
うに左へ動がさ汎て、それが弁スブー°ル延長軸ＩＩＩ
＋ヲ左へ動かし、前述の流れの状態を逆にする。弁スプ
ール１５の最後に述べた動きは。

環状弁要素２８を排気室１６の中へ動がして腔の流れが
シリンダ室１９およびシリンダボート２０から排気室１
６に入ることができるようにする。

右端の環状弁要素部材３１は弁スプール孔１■の中のラ
ンドの中へ動いてシリンダ室２１と排気室１了との間の
流れを阻止する。環状弁要素２９および３０は、左へ動
かされて入口室１８とシリンダ室１８との間の連絡を閉
じ、入口室１ｇとシリンダ室２１との間の連絡を開いて
、加圧空気全シリンダボート２２の中へ入ｎ、弁１０に
よって制御さびている空気シリンダの他端に入れ、一方
で。

空気全空気シリンダの反対の端からシリンダボート２０
の中て排出して、シリンダ室１９と弁孔１１１金通シ抜
け、排気室１６および通路２３を通υ抜けて排父室２５
へ１次いで大気１ｔは任意の他の適当な排気点に排出す
る。

弁１０は、非常に短いストロークの弁であゃ。

そのような弁では許容誤差が非常に厳しい。弁１０の構
造は、この弁の種々の部品の許容誤差の蓄積を最小限に
し、弁スプール１５の短いストロークを正確にする。弁
スプール１５に用いるストローク全非常に短かくするこ
とによって、エネルギーの節約ができる。そればそのよ
うな短いストロークに必要な力を与えるために弁スプー
ルを非常に小さなソレノイドで操作できるからである。

第１図に描かれた弁構造は、弁胴１１を加工する許容誤
差全弁胴１１の右端面１１２の左方向に決定できる。弁
スプール１５は、対称である。要素２８ないし３１の設
置場所は、弁スプールの一端から、すなわち磁極片の外
端１ｉ７に当接する弁スプールの右端Ｉ＋６から調整さ
れる。弁スプール１５の全体の長さは、弁スプール】５
が弁の組立の間または弁の修理操作の間に反転さｎる場
合に許容誤差の蓄積を最小限にするように調整される。

弁胴の右端面１１２は、弁スプール１５の許容誤差全調
整しはじめ、かつ磁極片１１Ｏの長さおよびプッシュロ
ツドキ４の長さに関する許容誤差全調整しはじめる臨界
点である。磁極片４０の後部の平らな端とソレノイド・
アーマチュア４３の前部の平らな端との間の距離は、第
１図に見られるようにアーマチュアｌＩ３が左へ動かさ
ｎるとき弁スプール１５に与えられるストロークの長さ
を構成するウ一つの実施例では、弁スプール１５のスト
ロークは０．０６６　ｃｍ　（０，０２６）であって、
弁スプールのそのよ５な短い動きにおいては、環状弁要
素２つないし５１は、弁１０を通る空気の流れを逆転す
るに十分な短い距ｉｉｉ！Ｉ’に移動させられる。

ソレノイド５６のカバー５７．コア組立体３８および他
の部品内に含まわる種々の許容誤差が弁１０の面接弁ス
プール操作構造による弁スプール１５の位置決めの正確
な調整に影響企及ぼさないことが分るであろう。ばね′
４１は、ソレノイド３６の普通の部品であり、それは磁
極片１４０ｉ弁胴１１の表面に押しつけて保持して磁極
片１１Ｏのその位置を保つのと、スプール１５が動作中
に動かなくなった場合、ソレノイドを磁気的にシールし
ソレノイドが損傷するのを防止するように、ｉ極片ＩＩ
Ｏを弁胴壁面１１２から持ち上げることができるように
するのとの二つの機能をもっている。

第２図は、数字１０ａで表わされ北本発明の第２の実施
例全示す。第１図の第１の実施例の部品と同じである弁
１０ａの部品は、小文字のａを添えた同じ参照数字でし
るされている。弁１０ａは。

第２図に示されているように弁スプール１５ａｉ右へ移
す第２のソレノイド（数字６０で総括的に表わされてい
る）ｆ、備えている。ソレノイド６０は、ソレノイド５
６ａと同じようにして構成され。

コイルばね６５によってパイアスカ全かけられ。

弁スプール孔１１１ａに垂面な弁胴の平らな面６１に押
しあてる磁極片６２全備えている。第２図に示さｎた位
置では、磁極片６２の外端面６７は。

常時は、弁胴の面６１に押しあてて位置決めされている
。弁スプール１５ａは、磁極片６２にある軸方向の孔６
６を通して摺動可能に取付けらしている軸を構成する一
体の径の小さくなったプッシュロッドまたは延長軸６５
を備えている。第２図に示された位置において、ソレノ
イド６０は、アーマチュア６４を動かしてプッシュロッ
ド６５の外端に押しつけ、弁スプール１５ａ全第２図に
示した位置へ短いストローク動かしてそれをそのような
位置に保つように付勢される。ソレノイド６０の電流を
切り、ソレノイド３６ａを付勢すると。

ソレノイド３６ａは弁ヌプール１５ａｉ左へ動がして左
端面６８を磁極片６２の外端面６７に押しあてるように
する。第２図の実施例においては。

弁胴１１ａの中の弁スプール１５ａの位置的許容誤差を
決めることのできる基準の２点、すなわち。

弁胴右端面１＋２ａおよび弁胴左端面６１がある。

Ｓ極片ｕＯａおよび６２の長さ、プッシュロッドまたは
軸１）４ａおよび６５ならびにスプール許容誤差は、第
１図に例示した構造に対して定ぬらｔたと同じようにし
て制御される。

発明の効果 以上に説明したように１本願の直接ソレノイド操作空気
弁は、プッシュロッドが磁極片の貫通孔を通る構成にし
ているので、弁スプール孔の長さ方向の寸法およびソレ
ノイドの磁極片とプッシュロッドの長さの許容誤差を決
めるのに、弁胴の磁極片の一端が押しあてら扛た端面を
基準点にできるので、許容誤差の蓄積全最小限にできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ソレノイドによって一方向に直接に操作され
る弁スプールを備えた４方流れ方向制御空気弁の縦立断
面囚。 第２図は１両方向に直接ソレノイドで操作される弁スプ
ールを用いるヰ方流れ方向制御空気弁の部分図である。 １１−一弁胴；　１１４−一弁スプール孔；１５−−弁
スプール；２０，２２−−シリンダ・ポート；２ｇ、２
９゜３０．３１−一環状弁部材；５ｇ、６０−−ンレノ
イド；１ｉ０．６２−一礎極片；キュ、６３−一ばね；
４２−一弁胴端壁面；１１３．６４−ニアーマチュア；
）１，６５−−プッシュロッド；ｌｉ５．６６一−ｉ極
片の軸方向孔；４６−一弁スプールの他方の端；５２−
一戻しばね；５う一一弁スプールの一端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁スプール孔を有し、その弁スプール孔の中にはそ
   の弁スプール孔にある複数のランドとすべりシール係合
   する複数の環状弁部材を備えた細長い弁スプールが摺動
   可能に取付けられている弁胴を備え、前記弁スプールは
   、第１の位置と第２の位置の間を短いストロークでソレ
   ノイドによつて直接に移動して、弁を通る加圧空気の流
   れを一つの方向に、弁を通る空気の排出をもう一つの方
   向に制御するために、第１の位置と第２の位置の間を短
   いストロークでソレノイドによつて直接に移動できるよ
   うになつている流れ方向制御弁において、 （ａ）弁が前記弁スプールを前記第１の位置に動かすた
   めに前記弁スプールの一端（５３）と係合できる手段（
   ５２）を含み、 （ｂ）前記弁胴にソレノイドが取付けられて、前記弁胴
   と直接係合することによつて、前記ソレノイドが弁スプ
   ールを前記第２の位置に動かし、前記ソレノイドが前記
   弁スプール孔の一端に隣接して弁胴の一端（４２）に一
   端を押しあてられた磁極片（４０）を備え、弁スプール
   の縦方向および弁胴を貫通する弁スプール孔の縦方向な
   らびにソレノイドの磁極片とプッシュロッドの長さを形
   成するときの許容誤差が弁胴の前記一端から決められ、 （ｃ）ソレノイドは前記磁極片を弁胴に押しあてた位置
   に弾性的に片寄せる手段（４１）を含み、 （ｄ）前記弁スプールの他方の端（４６）は、弁スプー
   ルが前記第１の位置にあるとき前記ソレノイドの磁極片
   に押しあてられ、 （ｅ）前記ソレノイドは、それが付勢されると、移動し
   て磁極片の前記他方の端と係合状態になるように動くこ
   とのできるアーマチュア（４３）を備え、 （ｆ）前記ソレノイドの磁極片の中の軸方向の孔（４５
   ）を通してプッシュロッド（４４）が可動に取付けられ
   、プッシュロッドは前記弁スプールの前記他方の端（４
   ６）と作動可能な係合をした一端と前記アーマチュアと
   係合した他端とを有し、それによつて、ソレノイドが付
   勢されると、前記アーマチュアがプッシュロッドと弁ス
   プールを短いストロークにわたつて環状弁部材が第１の
   組の前記ランドとシール係合している前記第１の位置か
   ら環状弁部材がもう一つの組の前記ランドとシール係合
   している前記第２の位置へ動かし、ソレノイドが電流を
   切られると、前記弁スプールの前記一端と係合できる前
   記手段が弁スプールを第１の位置へ戻す。 ことを特徴とする流れ方向制御弁。 ２、ソレノイドが付勢されたとき弁スプールが前記第１
   の位置から前記第２の位置へ動かされる行程の量が前記
   磁極片と前記プッシュロッドとの間の長さの差に等しい
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の流れ方
   向制御弁。 ３、プッシュロッドが弁スプールの前記他端と一体にな
   つた一端を有することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の流れ方向制御弁。 ４、磁極片を弁胴に押しあてた位置に弾性的に片寄せる
   手段がばね手段（４１）からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項に記載の流れ方向制御弁。 ５、スプール弁を第１の位置へ動かすためにスプール弁
   の一端に係合できる手段が戻しばね手段（５２）からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の流れ方向制御弁。 ６、弁スプールを第１の位置へ動かすためにスプール弁
   の一端に係合できる手段がもう一つのソレノイド（６０
   ）を含む特許請求の範囲第１項に記載の流れ方向制御装
   置。 ７、（ａ）前記もう一つのソレノイドが弁胴に取付けら
   れて、弁スプールを第１の位置へ動かし、前記もう一つ
   のソレノイドが一端を弁スプール孔の他端に隣接して弁
   胴に押しあてられた磁極片（６２）を含み、 （ｂ）前記もう一つのソレノイドが最後にあげた磁極片
   を弁胴に押しあてた位置へ弾性的に片寄せる手段（６３
   ）を含み、 （ｃ）弁スプールの前記一端は、弁スプールが第２の位
   置にあるとき最後にあげた磁極片に押しあてられ、 （ｄ）前記もう一つのソレノイドは、それが付勢された
   とき最後にあげた磁極片の他方の端と係合するように動
   けるアーマチュア（６４）を含み、 （ｅ）最後にあげた磁極片にある孔を通してプッシュロ
   ッド（６５）が可動に取付けられ、そのプッシュロッド
   は一端が弁スプールの前記一端と作動可能に係合し、他
   方の端が最後にあげたアーマチュアによつて係合でき、
   それによつて前記もう一つのソレノイドが付勢されると
   き、最後にあげたアーマチュアが最後にあげたプッシュ
   ロッドと弁スプールを第２の位置から第１の位置へ動か
   す、 ことを特徴とする流れ方向制御弁。 ８、前記もう一つのソレノイドのプッシュロッドが前記
   一端を弁スプールの一端と一体とされていることを特徴
   とする特許請求の範囲第７項に記載の流れ方向制御弁。 ９、前記もう一つのソレノイドの磁極片を弁胴に押しあ
   てた位置に弾性的に片寄せる手段がばね手段（６３）か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の
   流れ方向制御弁。