JPS6337583Y2 - - 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、例えば米国特許第3303854号明細書に記
載されたように、入力ポートに通じる入力弁座と
排気ポートに通じる排気弁座を背向状態に形設
し、入力弁座を開閉して入力ポートと出力ポート
との間の流路を通断する入力弁体を、ソレノイド
の電磁力によつて第１復帰ばねの付勢力に抗して
駆動される可動鉄心に設けると共に、排気弁座を
開閉して出力ポートと排気ポートとの間の流路を
通断する排気弁体にそれを排気弁座に向けて付勢
する第２復帰ばねを作用させ、上記可動鉄心と排
気弁体との間に、復帰時における可動鉄心が排気
弁体を第２復帰ばねの付勢力に抗して排気弁座か
ら離間させる押棒を配設した電磁弁は知られてい
る。上記電磁弁は、各ポートを弁本体に集中的に
配設できるため、電磁弁に対して整然と配管でき
る点においてすぐれているが、次のような問題が
ある。即ち、ソレノイドを励磁状態から消磁する
と、可動鉄心が第１復帰ばねの付勢力により復帰
し、入力弁体が入力弁座を閉鎖すると共に排気弁
体が排気弁座を開放するが、上記動作では、第１
復帰ばねの付勢力が第２復帰ばねの付勢力に抗し
て作用するため、第１復帰ばねの付勢力を第２復
帰ばねのそれよりも十分に大きなものとする必要
がある。しかしながら、第１復帰ばねの付勢力を
大きなものとすると、ソレノイドを励磁する際の
電磁力を大きくしなければならず、ソレノイドが
大形化して消費電力が増大するという難点があ
る。

本考案は、上記の３方弁構造をそのまま４方弁
に利用し、しかもソレノイドにおける可動鉄心の
復帰ばねの付勢力を小さくできるようにして、小
形で消費電力の少ないソレノイドの使用を可能に
した電磁弁を得ることを目的とするものである。

而して、上記目的を達成するため、本考案の電
磁弁は、入力ポートに通じる第１の入力弁座と排
気ポートに通じる第１の排気弁座を背向状態に形
設し、上記入力弁座に接離して入力ポートと第１
出力ポート間を通断する入力弁体を第１復帰ばね
の付勢力に抗して駆動されるソレノイドの可動鉄
心に付設し、上記排気弁座に接離して第１出力ポ
ートと排気ポート間を通断する排気弁体と前記可
動鉄心との間に、該可動鉄心の復帰時に排気弁体
を押圧開放する押棒を配設し、上記出力ポートに
連通する駆動圧力室を、第２の３方切換弁構造を
構成する切換弁体に連設したピストンによつて区
画形成し、該ピストンと上記排気弁体との間に該
排気弁体を第１の排気弁座に向けて付勢する第２
復帰ばねを縮設すると共に、上記切換弁体を駆動
圧力室内においてピストンに作用する流体圧力に
抗して付勢する第３復帰ばねを設け、第２の３方
切換弁構造を、上記駆動圧力室への流体圧力によ
る切換弁体の切換えによつて第２出力ポートが排
出ポートに連通し、かつ第３復帰ばねによる切換
弁体の復帰によつて入力ポートが第２出力ポート
に連通するものとして構成したことを特徴とする
ものである。

かかる電磁弁においては、ソレノイドが消磁状
態にあるとき、ピストンと排気弁体との間で第２
復帰ばねが圧縮されて付勢力が増大した状態にあ
り、この付勢力がソレノイドを励磁状態に切換え
た際に電磁力が可動鉄心を駆動するのを助勢し、
逆にソレノイドの励磁状態においては、駆動圧力
室において流体圧力がピストンを押圧して第２復
帰ばねの付勢力が低減した状態にあり、そのため
ソレノイドに作用する第１復帰ばねの付勢力を小
さくしても、ソレノイドを消磁状態に切換えた際
に可動鉄心が復帰変位するのを妨げられるような
ことがなく、従つて小形で消費電力の少ないソレ
ノイドを使用することができる。

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、後述する第１
入力弁座１７から離間する方向に駆動変位するよ
うに構成している。

一方、上記弁部１における弁本体１１は、入力
ポート１２、排気ポート１３、第１出力ポート１
４及び第２出力ポート１５を備え、該入力ポート
１２を第１及び第２入力路１２ａ，１２ｂに分岐
させて、その第１入力路１２ａを第１入力弁座１
７を介して弁室１８に連通させ、該弁室１８内に
おいて入力弁体１９を上記可動鉄心８に付設し
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、上記排気ポート１３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
し、この第１排気弁座２０を開閉することによつ
て第１出力ポート１４と排気ポート１３の間の流
路を通断する排気弁体２１には、上記可動鉄心８
に先端が衝当する複数本の押棒２２を設け、この
押棒２２を介して該排気弁体２１を可動鉄心８に
より駆動できるように構成している。

上記押棒２２は、第２図から明らかなように、
可動鉄心８が固定鉄心６に吸着されて排気弁体２
１が排気弁座２０を閉鎖したとき、該押棒２２の
先端と可動鉄心８との間に僅かな隙間ｈ（＝ａ−
ｂ、但し、ａ：可動鉄心８のストローク、ｂ：排
気弁体２１のストローク）が形成されるようにし
たものである。

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切換弁体２６に
連設したピストン２５により区画形成され、該ピ
ストン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２
１とピストン２５との間に第２復帰ばね２４を縮
設している。

第２の３方切換弁構造を形成する切換弁体２６
は、前記第２入力路１２ｂから第２出力ポート１
５に至る流路に設けた第２入力弁座２８、及び第
２出力ポート１５から排気ポート１３に至る流路
に設けた第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２５に作用する流体圧
力により第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を付勢する第３復帰ば
ね３０の付勢力により、上記第２入力弁座２８に
対向配置された第２排気弁座２９を閉鎖するよう
に配設している。

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と排気ポート１
３、及び入力ポート１２と第２出力ポート１５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２
０を開放して、第１出力ポート１４を排気ポート
１３に連通させる。この場合、駆動圧力室２３が
排気ポート１３に連通して降圧状態にあるため、
ピストン２５及び切換弁体２６は第３復帰ばね３
０の付勢力により第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１２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１２と第１出力ポート１４及
び第２出力ポート１５と排気ポート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１２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２５に作用して該ピス
トン２５及び切換弁体２６を第３復帰ばね３０の
付勢力に抗して駆動変位させ、これにより切換弁
体２６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
排気ポート１３に連通させる。

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
第１復帰ばね９の付勢力を小さいものとしてもス
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から離間復帰するが、可動鉄心８と押棒２
２とが僅かな隙間ｈだけ離間しているため、先ず
可動鉄心８は固定鉄心６の吸着力を振り切るだけ
で復帰ストロークを開始することができ、またｈ
だけストロークした後の復帰ストロークは第２復
帰ばね２４の付勢力に抗して行われるが、ピスト
ン２５が駆動圧力室２３内の流体圧力によつて排
気弁体２１から離間し、第２復帰ばね２４の付勢
力を小さなものとしているので、その後のストロ
ークも速やかに行われ、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、これに伴つて駆動圧力室２
３が排気ポート１３に連通して降圧するため、ピ
ストン２５及び切換弁体２６が第３復帰ばね３０
の付勢力により第２復帰ばね２４の付勢力に抗し
てそれを圧縮しつつ第１図の復帰位置に変位す
る。

なお、上記実施例における第２復帰ばね２４に
代えて、第３図Ａ，Ｂに示すように、弾性杆体３
１あるいは弾性筒体３２を用い、それらを排気弁
体２１と一体に構成することもできる。

このように本考案の電磁弁によれば、第１入力
弁座と第１排気弁座を背向状態に設け、排気弁体
を第１排気弁座に向けて付勢する第２復帰ばねを
排気弁体と第２の３方切換弁構造を構成するピス
トンとの間に縮設し、第２の３方切換弁構造にお
ける流路の切換えのための上記ピストンの移動
を、第２復帰ばねにおける付勢力の増大及び低減
に利用して、ソレノイドを励磁した場合には第２
復帰ばねの付勢力が電磁力による可動鉄心の吸着
を助勢し、逆にソレノイドを消磁した場合には第
１復帰ばねによる可動鉄心の復帰が極力妨げられ
ないようにしたので、特に構造を複雑化したりす
ることなくソレノイドを小形で消費電力の少ない
ものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の断面図、第２図はそ
の異なる切換状態の断面図、第３図Ａ，Ｂはそれ
ぞれ第２復帰ばねの異種実施例を示す断面図であ
る。 ２…ソレノイド、８…可動鉄心、９…第１復帰
ばね、１２…入力ポート、１３…排気ポート、１
４…第１出力ポート、１５…第２出力ポート、１
７…第１入力弁座、１９…入力弁体、２０…第１
排気弁座、２１…排気弁体、２２…押棒、２３…
駆動圧力室、２４…第２復帰ばね、２５…ピスト
ン、２６…切換弁体、３０…第３復帰ばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力ポートに通じる第１の入力弁座と排気ポー
   トに通じる第１の排気弁座を背向状態に形設し、
   上記入力弁座に接離して入力ポートと第１出力ポ
   ート間を通断する入力弁体を第１復帰ばねの付勢
   力に抗して駆動されるソレノイドの可動鉄心に付
   設し、上記排気弁座に接離して第１出力ポートと
   排気ポート間を通断する排気弁体と前記可動鉄心
   との間に、該可動鉄心の復帰時に排気弁体を押圧
   開放する押棒を配設し、上記出力ポートに連通す
   る駆動圧力室を、第２の３方切換弁構造を構成す
   る切換弁体に連設したピストンによつて区画形成
   し、該ピストンと上記排気弁体との間に該排気弁
   体を第１の排気弁座に向けて付勢する第２復帰ば
   ねを縮設すると共に、上記切換弁体を駆動圧力室
   内においてピストンに作用する流体圧力に抗して
   付勢する第３復帰ばねを設け、第２の３方切換弁
   構造を、上記駆動圧力室への流体圧力による切換
   弁体の切換えによつて第２出力ポートが排出ポー
   トに連通し、かつ第３復帰ばねによる切換弁体の
   復帰によつて入力ポートが第２出力ポートに連通
   するものとして構成したことを特徴とする電磁
   弁。