JPS6312293Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、各種の液圧回路に使用されるポペツ
ト形液圧方向切換弁の性能改善に関する。

〔従来の技術〕

ポペツト形の液圧方向切換弁は、ポペツト部か
らの漏洩が極めて少ないので、精密な制御を必要
とする各種の液圧回路に盛んに使用されるように
なつている。第１図は従来のポペツト形液圧３方
向切換弁の構造を示したもので、直流ソレノイド
２を励磁すると出力ポートＣとタンクポートＴの
接続が断たれ、圧力ポートＰと出力ポートＣが接
続されるようになつている。

次にこの動作要領を詳細に説明する。流路切換
用のスプール４は、本体３に設けられたスプール
穴１９に挿入されており、直流ソレノイド２が非
励磁の状態では、本体３のエツジ部２２とポペツ
ト部２０のテーパー面２１が主スプリング５によ
つて圧着され、圧力ポートＰからの流路が遮断さ
れるようなつている。また直流ソレノイド２の内
部には中心部に液浸筒２５が挿入されており、こ
の内部には押棒６を動作させるための可動片１１
が組込まれている。そしてコイル１０を励磁する
とこの可動片１１が鉄心９に吸引され、ガイド７
に支持された押棒６を図示の状態で右動させる。
従つて直流ソレノイド２を動作させると、スプー
ル４が主スプリング５に抗して右動する。

この時エツジ部２２とテーパー面２１の間が開
き、ポペツト部２０の面２３とフランジ１６の面
２４が密着する。従つて出力ポートＣとタンクポ
ートＴの接続が断たれ、出力ポートＣが圧力ポー
トＰに接続される。即ち直流ソレノイド２を動作
させることによつて、３方向の流路切換がなされ
る。直流ソレノイド２のコイル１０の励磁を断に
すると、主スプリング５の作用でスプール４はも
との状態にもどり、エツジ部２２とテーパー面２
１が圧着されて圧力ポートＰの流路が完全に遮断
され、エツジ部２２からの漏洩がほとんど０にな
る。なお１３は液圧源、１４は液体タンクであ
る。

ガイド７は押棒６の中心線を保持するためのも
ので、これには切欠部１２が設けられており、こ
れによつて中空部２８の液体が自由に液浸筒２５
の内部に出入できるようになつている。従つてタ
ンクポートＴの液圧による押棒６の圧力的な平衡
が保たれ、比較的小さな力でも容易に動かすこと
ができる。また可動片１１と押棒６が左右に動く
と、切欠部１２を通つて液浸筒２５内に液体が出
入し、液浸筒２５内の圧力が変化しないようにな
つている。このような考慮がなされているのは、
押棒６を常に圧力的に平衡させることによつて、
直流ソレノイド２の所要出力を軽減させるためで
ある。液浸筒２５は、シール２７およびシヤフト
シール２６によつて液密に保たれている。手動棒
１５は、スプール４を手動で動作させる時に使用
する。

またこの直流ソレノイド２では、可動片１１の
可動ストロークＸの値をスプール４の可動ストロ
ークＹよりもやや大きくしてある。従つて可動片
１１が鉄心９に吸引されると、ストローク差Ｘ−
Ｙだけ吸引されないままで残る。このストローク
差があると、交流ソレノイドでは過大電流が流れ
るのでコイルを焼損させ、また焼損しない場合で
も可動片１１が激しく振動するので使用できな
い。しかしこのストローク差は、ポペツト部２０
の面２３をフランジ１６の面２４に圧着させるた
めにどうしても必要なので、このポペツト形液圧
３方向切換弁１では、交流ソレノイドを使用しな
いで直流ソレノイド２を使用しているものであ
る。直流ソレノイドは上述した過電流や振動が生
じないので、ストローク差があつても異常なく動
作する。このような理由で、現在では専ら直流ソ
レノイドを使用したポペツト形液圧方向切換弁１
が一般的に使用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この場合に最も問題になるのは、直流ソレノイ
ドを使用すると、どうしても交流電源からの直流
電源をうるための整流器が必要になることであ
る。しかもこの整流器は、使用する液圧装置に合
わせてこの都度製作しなければならないので、は
なはだ面倒で、このために比較的高価になること
である。このような理由で、最近では交流ソレノ
イドで動作するポペツト形液圧方向切換弁がかな
り要求されるようになつている。

第２の問題は、直流ソレノイド２ではどうして
も液浸筒２５が必要なことである。この液浸筒は
液密にしなければならないので加工が面倒で、こ
のためにかなりの費用がこれについやされてい
る。しかし押棒６の圧力平衡をとるためにはどう
しても必要なので、第１図に示した構成のままで
は解決することが難しかつた。

本考案は、液圧方向切換弁において可動片の可
動ストロークのうち、スプールの作動に必要なス
トローク以外の部分はすべてスプールの中空部内
に設けた内部スプリングに吸収せしめ、さらに押
棒はその両端を本体とフランジの外部に突出させ
て圧力的に平衡させるようにして、可動片を完全
に動作させ、コイルに過大電流が全く流れること
のないようにすることにより、直流電源装置を必
要とせず交流電源のみで完全に作動させ、しかも
ソレノイドを小形化できるようにしようとするも
のである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

そこで本考案は、ポペツト形液圧方向切換弁と
して、交流ソレノイド３１と、片側にポペツト部
５５が設けられたスプール３３を両端にそれぞれ
油室を有するスプール穴５０に内設している本体
３２と、フランジ３４とより構成され、本体３２
とスプール３３およびフランジ３４にはスプリン
グ座６１を設けた押棒３９が貫通されソレノイド
内に突出して可動片３８に当接しており、スプー
ル３３には、ポペツト部５５と反対側に内設され
た中空部５２からポペツト部の端面まで貫通され
た押棒３９と同心の穴５７およびスプール３３の
端面まで貫通された穴５３を設けるとともに、ス
プールの中空部５２内に前記押棒のスプリング座
６１と中空部５２の底面５４との間に内部スプリ
ング３５を有し、フランジ３４にはスプール３３
のポペツト部５５を押圧して圧力ポートＰを閉じ
る方向に付勢する主スプリング５を内設し、前記
一方の油室に連なる中空部５９を有し、この中空
部にはタンクポートＴが連設され、かつその油室
には出力ポートＣが連設されており、前記ソレノ
イド３１は励磁されるとスプール３３より可動ス
トローク範囲のやや大きい可動片３８がソレノイ
ド内に突出している押棒の先端を押し、スプリン
グ座６１で内部スプリング３５を付勢して主スプ
リング５に抗しスプールをフランジ側へ移動させ
ポペツト部をフランジ面６０に圧着させて圧力ポ
ートＰを開いて出力ポートＣに連通するとともに
出力ポートＣとタンクポートＴの接続を断つ如く
切換えるようにしたものである。

そのため、スプール３３がフランジ３４に圧着
されても押棒３９は更に右動し、内部スプリング
３５を圧縮して、可動片３８を可動ストロークＸ
だけ完全に右動させ、コイル３７の電気的なリア
クタンスが所定の値に増大し、コイルに過大電流
が流れることがないようになされている。

〔実施例〕

次に本考案を図示の実施例について説明する。
第２図は本考案の第１の実施例を、また第３図は
第２の実施例を示したものである。なおこれらの
図で第１図と同じ記号を付けたものは同じ構成要
素を示しているので、これらの詳細な説明は省略
する。

第２図は、本考案を適用した交流ソレノイド形
のポペツト形液圧３方向切換弁３０の構造説明図
で、ポペツト部５５の設けられたスプール３３
は、本体３２の中央部に設け、両端にそれぞれ油
室を有するスプール穴５０に挿入され、エツジ部
５１とテーパー面５６を主スプリング５で圧着さ
せることによつて、圧力ポートＰからの流路を断
続するようになつている。本体３２、スプール３
３およびフランジ３４を貫通して押棒３９が挿入
され、この押棒３９にはスプリング座６１が設け
られている。そしてこのスプリング座６１と中空
部５２の底面５４の間には、内部スプリング３５
が挿入されている。

またソレノイドには交流ソレノイド３１が使用
され、ケース８の内部に液体が浸入しないよう
に、シヤフトシール４１が設けられている。ここ
でコイル３７を励磁すると可動片３８が鉄心３６
に吸引され、可動片３８は可動ストロークＸだけ
動く。そしてこの吸引された状態ではコイル３７
のリアクタンスが増大し、過大電流がこれに流れ
ないようになつている。なおスプール３３には、
この圧力平衡を取るために貫通された穴５３およ
び５７が設けられているが、特に押棒３９とほぼ
同心の穴５７はスプール３３のスプール穴５０に
対する精密同軸加工の省略と自動調心の目的にも
使用されている。

以上のように構成された装置においては、まず
コイル３７を非励磁のままで置くと、図示のよう
にスプール３３のテーパー面５６が主スプリング
５の作用で本体３２のエツジ部５１に圧着され、
圧力ポートＰからの流路がエツジ部５１で遮断さ
れる。従つて出力ポートＣはフランジ３４の中空
部５９を介してタンクポートＴに接続される。次
にコイル３７を励磁すると、前述のように可動片
３８が鉄心３６に吸引され、この吸引力で押棒３
９が図示の状態で右動する。このためにスプール
３３は主スプリング５に抗して右動し、可動スト
ロークＹだけ動いて面５８をフランジ３４の面６
０に圧着させる。従つて圧力ポートＰと出力ポー
トＣが接続され、出力ポートＣとタンクポートＴ
の接続が断たれる。即ちこれによつて３方向の流
路切換がなされる。

この場合、スプール３３がフランジ３４に圧着
されても押棒３９は更に右動し、内部スプリング
３５を圧縮して、可動片３８を可動ストロークＸ
だけ動かせる。即ち、この場合には、内部スプリ
ング３５は△Ｘ＝Ｘ−Ｙだけ圧縮される。コイル
３７の励磁を断にすると、主スプリング５の作用
でスプール３３はもとの位置にもどり、出力ポー
トＣがタンクポートＴに接続され、押棒３９も内
部スプリング３５の作用で可動片３８をもとの位
置にもどす。

上述したところから明らかなように、この場合
にはコイル３７を励磁すると、内部スプリング３
５の作用で可動片３８は可動ストロークＸだけ完
全に右動し、しかもスプール３３の面５８とフラ
ンジ３４の面６０を完全に圧着させる。従つてコ
イル３７の電気的なリアクタンスが所定の値に増
大し、コイル３７に過大電流が流れるようなこと
がない。第１図に示した場合のように可動ストロ
ークが△Ｘだけ残ると、前述のようにこの空隙の
作用でコイル３７のリアクタンスが減少して過大
電流が流れ、△Ｘの値が大きいとこれを焼損させ
る。△Ｘの値が小さいと焼損はしないが、交流電
源の作用で可動片３８が振動を起こし、弁そのも
のが使用不能になる。即ち内部スプリング３５を
使用することによつて、このような好ましくない
現象がすべて除去される。

また押棒３９の両端部にはそれぞれシヤフトシ
ール４０および４１がはめ込まれ、この両端が本
体３２とフランジ３４の外部にいずれも突出して
いるので、押棒３９の圧力的な平衡がこのままで
完全に保たれる。従つて、押棒３９の圧力的な不
平衡にもとづく余分な力をソレノイド３１が出力
する必要がなく、この分だけ、ソレノイド３１を
小形にすることができる。また第１図に示した液
浸筒２５は不要になり、これに要した面倒な加工
をすべて省略することができ、この分だけ価格が
低減される。

次に本考案の第２の実施例である第３図につい
て説明する。この図は本考案を液圧２方向切換弁
７１に適用した場合の状況を示している。この場
合には、交流ソレノイド３１が非励磁の時に出力
ポートＣを圧力ポートＰに接続する必要があるの
で、スプール７３のスプール穴８０への挿入方向
が第２図の場合とは逆にになつているが、動作要
領は全く同じである。即ち交流ソレノイド３１が
動作すると押棒３９が右動し、主スプリング５に
抗してスプール７３を右動させる。そしてポペツ
ト部８３のテーパー面８４と本体７２のエツジ部
８２を密着させ、圧力ポートＰと出力ポートＣ間
の流路を遮断する。

この時、押棒３９は中空部５２に設けられた内
部スプリング３５を△Ｘだけ圧縮し、可動片３８
を可動ストロークＸだけ動かしてこれを鉄心３６
に完全に吸引させる。交流ソレノイド３１を非励
磁にするとスプール７３はもとの状態にもどり、
ポペツト部８３の面８５が面８１に当つて停止す
る。このよに交流ソレノイド３１をON−OFF動
作させることによつて、出力ポートＣを断続的に
圧力ポートＰに接続することができる。

この場合も、押棒３９の両端は本体７２および
フランジ７４の外部に突出しているので圧力的に
は常に平衡し、常時交流ソレノイド３１側に反力
を与えるようなことはない。また可動片３８は鉄
心３６に完全に吸引されるので、動作状態でもコ
イル３７に過大電流がが流れることはなく、焼損
や振動などは全く発生しない。

〔考案の効果〕

上述したように、本考案によれば、可動片３８
の可動ストロークＸのうち、スプールの動作に必
要なストロークＹ以外の部分すべて内部スプリン
グ３５に吸引され、かつ押棒３９は圧力的に完全
に平衡しているので、直流電源の不要な交流ソレ
ノイドでも支障なく動作する安価で性能のよいポ
ペツト形液圧方向切換弁を得ることができる。

なお、第第２図および第３図の実施例では、ソ
レノイドにはすべて交流ソレノイドを使用してい
るが、交流ソレノイドの代りに直流ソレノイドを
使用しても支障のないことは勿論である。この場
合も、第１図に示した可動片１１が可動ストロー
ク分だけ動いて鉄心９に完全に密着されるので、
比較的小形の直流ソレノイドでも支障なく動作さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流ソレノイド式のポペツト形
液圧３方向切換弁の構造説明図、第２図は本考案
の第１の実施例である交流ソレノイド式のポペツ
ト形液圧３方向切換弁の構造説明図、第３図は本
考案の第２の実施例である交流ソレノイド式のポ
ペツト形液圧２方向切換弁の構造説明図である。 １……ポペツト形液圧３方向切換弁、２……直
流ソレノイド、４……スプール、５……主スプリ
ング、６……押棒、２５……液浸筒、３０……ポ
ペツト形液圧３方向切換弁、３１……交流ソレノ
イド、３２……本体、３３……スプール、３４…
…フランジ、３５……内部スプリング、３６……
鉄心、３７……コイル、３８……可動片、３９…
…押棒、５１……エツジ部、５２……中空部、５
３……穴、５５……ポペツト部、５６……テーパ
ー面、５７……穴、６１……スプリング座、７１
……ポペツト形液圧２方向切換弁、７２……本
体、７３……スプール、７４……フランジ、８２
……エツジ部、８３……ポペツト部、８４……テ
ーパー面、Ｐ……圧力ポート、Ｃ……出力ポー
ト、Ｔ……タンクポート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交流ソレノイド３１と、片側にポペツト部５５
   が設けられたスプール３３を両端にそれぞれ油室
   を有するスプール穴５０に内設している本体３２
   と、フランジ３４とより構成され、 本体３２とスプール３３およびフランジ３４に
   はスプリング座６１を設けた押棒３９が貫通され
   ソレノイド内に突出して可動片３８に当接してお
   り、 スプール３３には、ポペツト部５５と反対側に
   内設された中空部５２からポペツト部の端面まで
   貫通された押棒３９と同心の穴５７およびスプー
   ル３３の他の端面まで貫通された穴５３を設ける
   とともに、スプールの中空部５２内に前記押棒の
   スプリング座６１と中空部５２の底面５４との間
   に内部スプリング３５を有し、 フランジ３４にはスプール３３のポペツト部５
   ５を押圧して圧力ポートＰを閉じる方向に付勢す
   る主スプリング５を内設し、前記一方の油室に連
   なる中空部５９を有し、この中空部にはタンクポ
   ートＴが連設され、かつその油室には出力ポート
   Ｃが連設されており、前記ソレノイド３１は励磁
   されるとスプール３３より可動ストローク範囲の
   やや大きい可動片３８がソレノイド内に突出して
   いる押棒の先端を押し、スプリング座６１で内部
   スプリング３５を付勢して主スプリング５に抗し
   スプールをフランジ側へ移動させポペツト部をフ
   ランジ面６０に圧着させて圧力ポートＰを開いて
   出力ポートＣに連通するとともに出力ポートＣと
   タンクポートＴの接続を断つように切換えるポペ
   ツト形液圧方向切換弁。