JPS627033Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

この考案は電磁切換弁に関する。 従来より、トラクタなどの作業機械のような重
量物を持上げる単動シリンダピストン装置の駆動
用弁装置には作業機の上昇下降の制御のために電
磁切換弁が用いられている。この種の単動シリン
ダピストン装置の駆動システムとして実開昭52−
64294号公報には第１図のような回路構成のもの
が示されている。すなわち第１図に示す従来のも
のは、ポンプ１からの加圧流路２に主リリーフ弁
３を接続すると共に、電磁切換弁４とパイロツト
操作チエツク弁５およびチエツク弁付絞り弁６を
用いて上記加圧流路２を単動シリンダピストン装
置７の加圧シリンダ室８に接続し、電磁切換弁４
が下降ポジシヨンＤに切換つたときだけ、別に設
けたパイロツトリリーフ弁９により生ずるパイロ
ツト圧を上記パイロツト操作チエツク弁５に作用
させるようにしてある。 このような駆動システムは、例えば単動シリン
ダピストン装置７によつて作業機を上昇下降させ
るトラクタなどの農業機械に使用され、車載原動
機によつてポンプ１を駆動することにより作動す
るように構成される。 ところでこのようなトラクタにおいては、作業
機によつて畑土を耕やしている間は電磁切換弁４
を下降ポジシヨンＤにして「Ｐ→Ｂ，Ａ→Ｔ流
れ」にすることによつて作業機を下げているが、
例えば畑の縁での折り返し点などでトラクタの進
行方向をＵターンさせる場合などは電磁切換弁４
を上昇ポジシヨンＵに切換えて「Ｐ→Ａ，Ｂ→Ｔ
流れ」にすることにより作業機を上げ、Ｕターン
完了後再び下降ポジシヨンＤに戻して作業機を下
げる操作を行なう。この場合、従来の駆動システ
ムでは例えば車載原動機が高速回転していると、
すなわち比較的速いエンジン回転速度でＵターン
すると、ポンプ１からの全吐出量が上昇ポジシヨ
ンＵへの切換と同時に加圧シリンダ室８に急激に
流入し、これによつて作業機がいきなり上昇して
衝撃および土砂のはね上げ等の不都合が生じる欠
点がある。 これを解決するためには上昇位置において電磁
切換弁のスプールに絞りを与えればよいが、この
ようにするとＵターン時のトラクタの進行速度を
遅くしないと作業機の上昇下降が間に合わなくな
つたりする問題点が生じる。 また耕運の間は、一定の深さで耕運させるため
に電磁切換弁４を中立ポジシヨンＮを中間にして
上昇と下降の両ポジシヨンＵ，Ｄに間欠的に切換
えながら土壌の硬軟および凹凸に対応した作業機
の耕深制御を行なうが、ポンプ１の吐出流量特性
がその回転数に比例したものであるため車載原動
機の回転数が変化すると特に上昇ポジシヨンでの
加圧シリンダ室への流量が直接変化して制御動作
が正確に行なえなくなる欠点がある。 この考案は上述の諸欠点を除去すべくなされた
もので、上記中立ポジシヨンから上昇又は下降ポ
ジシヨンへ切換る中途に減速ポジシヨンを有する
多段ポジシヨンの電磁切換弁を提供しようとする
ものであり、電磁切換弁の可動弁体（スプール）
を一方向につき複数のソレノイド装置の選択的な
駆動によつて複数の切換位置へ安定して移動停止
させる改良された電磁切換弁構造を提供すること
を目的とするものである。 このような目的を達成するための本考案の電磁
切換弁は、一方向について二位置以上の複数の停
止位置を有し各停止位置につき対応した種々の制
御フアンクシヨンを与える可動弁体を含む切換弁
本体と、上記可動弁体に上記各停止位置を与える
ように多段に同軸配置された複数のソレノイド装
置とを備えたものにおいて、各ソレノイド装置が
個々に独立した可動鉄心とコイルとを有し、前記
可動弁体の少なくとも一方の側に互いに異なるス
トロークをもつ複数のソレノイド装置が多段同軸
配置され、前記可動弁体の他方の側に前記一方の
側のソレノイド装置のうちの少なくともひとつと
対向する力を可動弁体に与える別のソレノイド装
置が配置されていることによつて特徴付けられ
る。 このように本考案の電磁切換弁では、可動弁体
の片側に互いに異なるストロークをもつ複数のソ
レノイド装置を多段同軸配置すると共に、他の片
側に前記多段配置ソレノイド装置のうちの少なく
ともひとつと対向する力を可動弁体に与える別の
ソレノイド装置を配置してあるので、通常のスプ
リングセンタ方式の切換弁であつても、スプリン
グに工夫することなく、可動弁体の両側で一対の
ソレノイド装置同志を作動させて一方の吸着力に
他方のストローク途中の吸引力を対向させること
により中途の減速ポジシヨンでのフローフオース
に対する可動弁体の停止安定性が確実になり、こ
れによつて可動弁体を複数のソレノイド装置の選
択的な駆動によつて複数の切換位置へ安定して移
動停止させることが可能となるものである。 尚、この考案においては、前述のような単動シ
リンダピストン装置の駆動用弁装置に適用して好
適な電磁切換弁を提供するものであるが、この考
案の適用対象はこれに限定されるものではなく、
一方向への可動弁体（スプール）の移動に対して
該スプールに二位置以上の複数の制御用停止位置
を与える必要のある場合に全て適用し得るもので
ある。 この考案を実施例図面と共に詳述すれば以下の
通りである。 第２図において第１図と同効部分には同一符号
が付され、前記駆動用弁装置は符号１００で示さ
れている。 弁装置１００は、ポンプ１から供給される加圧
流路２の圧油の最高圧力を所定値に規制する主リ
リーフ弁３と、加圧流路２内に介装配置されるこ
の考案の一実施例に係る電磁切換弁４００、パイ
ロツト操作チエツク弁５、およびチエツク付絞り
弁６と、さらに上記パイロツト操作チエツク弁５
のパイロツト圧を得るためのパイロツトリリーフ
弁９とを、例えば一体的に組合せて構成して成
る。 前記パイロツト操作チエツク弁５は、ポンプ吐
出口からの圧油を加圧シリンダ室８へ流入させる
と共に、パイロツト圧を受けたときには加圧シリ
ンダ室８からの圧油の流出を通過させ、パイロツ
ト圧を受けていないときにはこの流出圧油を阻止
するものである。 チエツク弁付絞り弁６は、ポンプ吐出口から加
圧シリンダ室８へ流入する圧油に対して自由流れ
を与え、逆に加圧シリンダ室８からの流出圧油に
対しては所定の絞りを与えるもので、この絞り量
を任意に調整することによつて、図示しない作業
機等の荷重で降下する単動シリンダピストン装置
７のピストン下降速度を加減できるものである。 この考案に係る電磁切換弁４００は、第３図に
示すように、第１のソレノイド装置４１０と第４
のソレノイド装置４４０とを同軸上に重ね、また
第２のソレノイド装置４２０と第３のソレノイド
装置４３０とを同軸上に重ね、これらを互いに向
い合うように弁本体４５０の両側に同軸配置して
なり、弁本体４５０内にはスプリング４５１，４
５２によつて中立位置を与えられるスプール４６
０を備えている。 第１と第２のソレノイド装置４１０，４２０
は、各々弁本体４５０に螺合された固定コア４１
１，４２１と、ソレノイドコイル４１２，４２２
と、ヨーク４１３，４２３と、プランジヤ４１
４，４２４とを備えてなり、プラジヤ４１４，４
２４はその先端が各々割溝付プツシユピン４１
５，４２５を介してスプール４６０の両端と各々
当接している。 第１のソレノイド装置４１０の尾端に連結され
る第４のソレノイド装置４４０と、第２のソレノ
イド装置４２０の尾端に連結される第３のソレノ
イド装置４３０とは、各々前記と同様に、固定コ
ア４４１，４３１と、ソレノイドコイル４１２，
４３２とヨーク４４３，４３３と、プランジヤ４
４４，４３４とを備えてなり、プランジヤ４４
４，４３４の各先端は、割溝付プツシユピン４４
５，４３５を介して、各々第１のソレノイド装置
４１０のプランジヤ４１４の尾端と第２のソレノ
イド装置４２０のプランジヤ４２４の尾端とに当
接可能になされている。 前記第３と第４のソレノイド装置４３０，４４
０は、付勢されたときに各々第１と第２のソレノ
イド装置４１０，４２０に比べて強い力を生じる
ようになされている。 第１又は第２のソレノイド装置４１０又は４２
０の尾端のヨーク４１３又は４２３と、第４又は
第３のソレノイド装置４４０又は４３０のソレノ
イドコイル４４２又は４３２の前端面との間は、
非磁性材４１９又は４２９を介して磁気的に離さ
れており、第１又は第２のソレノイド装置と第４
又は第３のソレノイド装置との間の磁気回路が遮
断若しくはそれに近い状態にされている。 固定コア４１１と４４１又は４２１と４３１
は、各々スリーブ部４４６又は４３６によつて結
合一体化されており、また固定コア４４１又は４
３１は各々スリーブ部４４７又は４３７によつて
止めプラグ４１６又は４２６と結合一体化されて
いる。４１７は第１および第４のソレノイド装置
の外周を被う磁性材カバーであり、４２７は第２
および第３のソレノイド装置の外周を被う同様の
磁性材カバーであり、それらの各尾端は止めプラ
グ４１６又は４２６に螺合するロツクナツト４１
８又は４２８により止着される。 第１のソレノイド装置４１０において、プラン
ジヤ４１４は固定コア４１１との間に初期ギヤツ
プL₁を、また固定コア４４１との間に初期ギヤ
ツプL₁′を持ち、プツシユピン４１５は、この初
期ギヤツプL₁をあけた状態のプランジヤ４１４
と中立状態のスプール４６０の対向端との間隔寸
法に等しい長さ寸法をもつようにその長さを決め
られている。 同様に第２のソレノイド装置４２０において、
プランジヤ４２４は固定コア４２１との間に初期
ギヤツプL₂を、また固定コア４３１との間に初
期ギヤツプL₂′を持ち、プツシユピン４２５はこ
の初期ギヤツプL₂をあけた状態のプランジヤ４
２４と中立位置のスプール４６０の対向端との間
隔寸法に等しい長さをもつようにその長さ寸法を
決められている。 さらに第３のソレノイド装置４３０において、
プランジヤ４３４は固定コア４３１との間に初期
ギヤツプL₃を持ち、プツシユピン４３５はこの
初期ギヤツプL₃をあけた状態のプランジヤ４３
４と初期ギヤツプL₂′をあけたプランジヤ４２４
との間において上記L₂′だけの遊動寸法をもつよ
うにその長さを決められている。 さらにまた第４のソレノイド装置４４０におい
て、プランジヤ４４４は固定コア４４１との間に
初期ギヤツプL₄を持ち、プツシユピン４４５は
この初期ギヤツプL₄をあけた状態のプランジヤ
４４４と初期ギヤツプL₁′をあけたプランジヤ４
１４との間において上記L₁′だけの遊動寸法をも
つようにその長さを決められている。 第３図に示した状態はいずれのソレノイド装置
も非励磁の中立ポジシヨン状態であり、この状態
において各ギヤツプの関係は、 L₁＝L₂、L₁＝L₁′、L₂ ＝L₂′、L₃＜L₁、L₄＜L₂ であり、各ソレノイド装置の選択的な励磁によつ
て後述の如くスプール４６０を多段に切換える。 弁本体４５０には、ポンプ１の吐出口に接続さ
れるＰポートＰと、タンク１０へ接続されるＴポ
ートＴとチエツク弁付絞り弁６を介して加圧シリ
ンダ室８に連通されたパイロツト操作チエツク弁
５に接続されるＡポートＡと、パイロツトリリー
フ弁９によつて上限圧力を規制された弁５のパイ
ロツトポートに接続されるＢポートＢとが設けら
れ、これらのポート間の切換をスプール４６０が
行なうようになされている。 スプール４６０は、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄに拡
大して示すようにＡポート切換用のランド部４６
１とＢポート切換用のランド部４６２とATポー
ト間開閉用のランド部４６３とを有し、ランド部
４６１と４６３とには各々PA間およびAT間の絞
り部を形成するための切欠部４６４，４６５が設
けられている。このスプール４６０の各ポジシヨ
ンにおける切換りの様子は第２図中の各ポジシヨ
ンと対応させて第５図に示してある。 全てのソレノイド装置が消勢されている中立状
態では、スプール４６０は両端のスプリング４５
１，４５２により、ＡポートＡとＴポートＴ、Ｂ
ポートＢとＴポートＴ、およびＰポートＰとＢポ
ートＢとを各々全開で連通させ、且つＰポートＰ
とＡポートＡ間を切欠部４６４によつて絞り開度
で連通させる。この状態は第２図および第５図の
中立ポジシヨンＮおよび第３図の通りである。 第１のソレノイド装置４１０のみの付勢により
スプール４６０は中立位置に対してストローク
L₁でＡポート方向（第３図において左方）に移
動し、ＰポートＰとＡポートＡ、およびＢポート
ＢとＴポートＴ間を各々全開で連通させる。（勿
論述べるまでもなくＡ−Ｔ間およびＢ−Ｐ間は遮
断される。）この状態が第２図および第５図の全
速上昇ポジシヨンUHである。 第２のソレノイド装置４２０と第４のソレノイ
ド装置４４０を消勢状態にして、第１のソレノイ
ド装置４１０と第３のソレノイド装置４３０を共
に付勢すると、スプール４６０は中立位置からの
ストローク（L₁−L₃）でＡポート方向（第３図に
おいて左方）に移動し、該スプール４６０は、Ｐ
ポートＰとＡポートＡ間を切欠部４６４によつて
所定の絞り開度で連通させると共にＴポートＴと
ＢポートＢを全開で連通させる。この状態が第２
図および第５図の減速上昇ポジシヨンＵ_Lであ
る。 第１のソレノイド装置４１０と第３のソレノイ
ド装置４３０を消勢状態にして、第２のソレノイ
ド装置４２０と第４のソレノイド装置４４０を共
に付勢すると、スプール４６０は中立位置に対し
てストローク（L₂−L₄）でＢポート方向（第３図
で右方）へ移動し、ＰポートＰとＢポートＢ間を
全開で連通させ、ＡポートＡとＴポートＴ間を切
欠部４６５によつて所定の絞り開度で連通させ
る。この状態が第２図および第５図の減速下降ポ
ジシヨンＤ_Lである。 第２のソレノイド装置４２０のみを付勢する
と、スプール４６０は中立位置に対しストローク
L₂でＢポート方向（第３図で右方）へ移動し、
ＰポートＰとＢポートＢ間およびＡポートＡとＴ
ポートＴ間を共に全開で連通させる。この状態が
第２図および第５図の全速下降ポジシヨンＤ_Hで
ある。 以上のソレノイド装置の選択付勢とポジシヨン
の切換りの関係を一覧表にすると下記第１表の通
りである。尚、第１表ではソレノイド装置の付勢
状態をON、消勢状態をOFFとして示してある。

【表】 このように本考案に係る電磁切換弁４００は、
中立位置を間にして上昇と下降の両全速ポジシヨ
ンＵ_H，Ｄ_Hのほかに中立ポジシヨンＮとこれら全
速上昇および下降ポジシヨンＵ_H，Ｄ_Hの間で各々
前記減速上昇および下降ポジシヨンＵ_L，Ｄ_Lとし
て示した絞り開度ポジシヨンをとることができる
ため、全速上昇ポジシヨンと全速下降ポジシヨン
との間でスプールが切換る際に、シリンダ７の加
圧シリンダ室８に通じるＡポートＡが切欠部４６
４又は４６５による絞りを経由してＰポートＰ又
はＴポートＴへ開く過程を必ず経由し、いきなり
全開でＰポート又はＴポートへ開かれることがな
く、従つて上昇下降切換時の加圧シリンダ室８内
の圧力変化が徐々に行なわれてシヨツクなく作業
機の上昇下降ができることになる。 また耕運中の作業機の耕深制御は、中立位置を
間にして第１および第３のソレノイド装置４１
０，４３０と、第２および第４のソレノイド装置
４２０，４４０とによる減速上昇ポジシヨンＵ_L
と減速下降ポジシヨンＤ_Lとの間で切換制御を行
なうが、こうすることにより減速上昇又は下降ポ
ジシヨンＵ_L，Ｄ_Lにあるときに原動機回転Ｎが例
えば2800rpmの高速時から1400rpmの如く低速に
落ちても、切欠部４６４，４６５による絞り開度
を適当に選定して絞り流量を例えば７／minの
ように一定しておけば、ポンプ吐出量が高速時に
例えば14／min、低速時に７／minとなつた
としても、耕深制御中に加圧シリンダ室８へ流入
される流量は、上記一定の絞り流量７／minと
なり、高速時の残量はＰポートからＢポートへブ
リードオフしてリリーフ弁９を介しタンク１０へ
還流するだけで、原動機回転数の変化が耕深制御
に影響しなくなるものである。 第６図はこの考案の別の実施例を示す縦断面図
で、この例では第４のソレノイド装置４４０を備
えていない点が第３図の例との相異点である。第
６図において第３図と同効部分には同一符号を付
してあり、またその切換りポジシヨンの油圧フア
ンクシヨンが添画してある。 第６図に示す電磁切換弁の中立状態における各
初期ギヤツプの関係は、 L₁＝L₂、L₁＝L₁′， L₂＝L₂′、L₃＜L₁ であり、下記第２表に示すような各ソレノイド装
置の選択的な励磁によつてスプールが全速上昇ポ
ジシヨンＵ_H、減速上昇ポジシヨンＵ_L、中立ポジ
シヨンＮ、全速下降ポジシヨンＤ_Hに切換る。

【表】 第７図および第８図はこの考案の更に別の実施
例を各々示すもので、第７図は第３図の例に、第
８図は第６図の例に各々対応する変形例である。 さて、第３図や第６図の例では減速上昇又は減
速下降ポジシヨンＵ_L，Ｄ_Lにおいて、例えばポジ
シヨンＵ_Lで説明すれば、第１と第３のソレノイ
ド装置４１０，４３０が共に付勢されてスプール
４６０を両側から押え、スプールを安定した絞り
開度ポジシヨンに停止させるようにしている。し
かしながら第７図と第８図に示した例では、これ
ら減速ポジシヨンにおいても付勢されるソレノイ
ド装置はひとつのみであり、ソレノイド装置に対
するスプールの対向力はスプリング４５１又は４
５２で与えるようにしてある。 フローフオースに対する油圧的な作動の安定性
の面では第３図や第６図のスプールを両側からソ
レノイド装置で押える方式のほうが好ましいが、
ソレノイド装置の付勢制御信号の処理回路を簡略
にするなら第７図や第８図のスプールを片側のソ
レノイド装置によつて押し切る方式のほうが好ま
しい。 第７図および第８図において第３図や第６図と
同効部分には同一符号を付してあり、第３と第４
のソレノイド装置４３０，４４０の取付位置およ
びそれらの初期ギヤツプL₃′，L₄′だけが第３図お
よび第６図の例と異なる点である。 第７図の電磁切換弁において中立状態における
各初期ギヤツプの関係は、 L₁＝L₂、L₁＝L₁′， L₂＝L₂′、L₃′＞L₁′、L₄′＞L₂′ であり、下記第３表のように各ソレノイド装置を
選択的に付勢することによつてスプールが全速上
昇ポジシヨンＵ_H、減速上昇ポジシヨンＵ_L、中立
ポジシヨンＮ、減速下降ポジシヨンＤ_L、全速下
降ポジシヨンＤ_Hに切換ることになる。

【表】 第８図の電磁切換弁において中立状態における
各初期ギヤツプの関係は、 L₁＝L₂、L₁＝L₁′， L₂＝L₂′、L₃′＞L₁′ であり、下記第４表のように各ソレノイド装置を
選択的に付勢することによつてスプールが全速上
昇ポジシヨンＵ_H、減速上昇ポジシヨンＵ_L、中立
ポジシヨンＮ、全速下降ポジシヨンＤ_Hに切換る
ことになる。

【表】 以上に述べたようにこの考案によれば、ひとつ
の電磁切換弁で多段の流量変化を伴う方向切換が
可能であり、トラクタ等の作業機の制御用弁装置
向きの電磁切換弁として多大な実用的効果を奏し
得ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のソレノイド装置駆動システムを
示す回路図、第２図はこの考案の一実施例に係る
電磁切換弁を用いたソレノイド装置駆動システム
の回路図、第３図は前図に用いたこの考案の一実
施例に係る電磁切換弁を示す縦断面図、第４図ａ
は前図の電磁切換弁のスプールを拡大して示す正
面図、同図ｂ，ｃ，ｄは各々ａ図のＸ−Ｘ，Ｙ−
Ｙ，Ｚ−Ｚ線矢視図、第５図は第３図の電磁切換
弁の各ポジシヨンにおけるスプール切換り位置を
示す説明図、第６図、第７図、第８図は、この考
案の各々別の実施例を示す縦断面図である。 ４００……電磁切換弁、４１０……第１のソレ
ノイド装置、４２０……第２のソレノイド装置、
４３０……第３のソレノイド装置、４４０……第
４のソレノイド装置、４５０……弁本体、４５
１，４５２……スプリング、４６０……スプー
ル、４６４，４６５……切欠部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一方向について二位置以上の複数の停止位置を
   有し各停止位置につき対応した種々の制御フアン
   クシヨンを与える可動弁体を含む切換弁本体と、
   上記可動弁体に上記各停止位置を与えるように多
   段に同軸配置された複数のソレノイド装置とを備
   えたものにおいて、各ソレノイド装置が個々に独
   立した可動鉄心とコイルとを有し、前記可動弁体
   の少なくとも一方の側に互いに異なるストローク
   をもつ複数のソレノイド装置が多段同軸配置さ
   れ、前記可動弁体の他方の側に前記一方の側のソ
   レノイド装置のうちの少なくともひとつと対抗す
   る力を可動弁体に与える別のソレノイド装置が配
   置されていることを特徴とする電磁切換弁。