JPS636284A - 多段ステツプ流体制御弁 - 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） 本発明は工作機械及び−般産業機械で使用される流体方
向制御弁の改良に関し、特に弁の開口特性全多段階に変
えることができるような多段ステップ流体制御弁に関す
る・ （従来の技術） かかる従来の弁の開口特性を変えることができる流体制
御弁としては、例えば出願人が開示した特開昭５５−２
７５１５号公報の流体切換用電磁弁がある。このものは
１個の可動磁極を使用しかつ電磁力の大きさを多段階に
変え、かつストロークに対応した位置で均衡してスプー
ルを停止さ−せるために、多段階の電磁力の大きさにそ
れぞれ対応し九力で作動するよう有効ストロークの異る
多段階数だけの対抗スプリングとが設けられていた。こ
の弁はシンプルで従来のものに比べて格段に改良された
ものではあるが、コイルが温度上昇するとコイル抵抗が
変化して吸引力が変化し誤動作のおそれがあった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、コイルの温度上昇による誤動作のない
、確実な作動が可能な、流体制御弁であって、弁の開口
特性を多段階に変え、これにより制御流体の出力流量を
多段階に変えることができる多段ステップ流体制御弁ｆ
Ｊ：提供することにある。

（問題点を解決するための手段） このため本発明は、複数個の流体流路を有する弁本体と
、両側から一対のスプリングで付勢に当接可能な第１ロ
ッドと、第１ロッドを第１ストロークだけ移動させろ第
１可動磁極と、第１ロッドの他端に当接可能な第２ロッ
ドと、第２ロッドを第２ストロークだけ移動させる第２
可動磁啄と、前記第１、及び第２可動磁極を順次又は同
時に励磁可能な第１及び第２コイルと、を含む多段ステ
ップ流体制御弁としたものである。

（実施例） 次に本発明の例示的実施例につき、図面を参照して説明
すると、本発明の多段ステップ流体制御弁は、実施例で
は流体制御弁部１と電磁力発生部２．２゛より５溝成さ
れるものとして示されている。流体制御弁部は弁本体１
°を含むスプール移動式流体制御弁を示し、スプール３
にはストロークによって比例的ないし段階的に開口特性
が変化する様に切欠き即ちノツチ（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、
第２（ｂ）図）がランド３゛に設けられ、スプールのス
トロークによって開口特性が急激に変化しないようにさ
れている。スプール３はリテーナ４４’を介してスプリ
ング５．５″によって中立時に弁体の中立位置に保持さ
れる。−方電磁力発生部２．２°は、外部からの駆動電
力を電極エネルギーに変換する之めの複数のコイルｃ、
　、ｃ、、Ｃ３，ｃ、’、ｃ２’。

Ｃｓ１と、電磁エネルギーから力に変換する固定磁極６
，６゛及び複数の可動磁極７．８．９．７’　、８°、
９°　を有し発生した電磁力をスプール３に伝達するた
めの複数のロッド１０．１１．１２．１０’、１１’、
１２’とが、スプール３に接しかつ順次に配置されてい
る。さらに、固定磁極と可動磁極を作動流体中で作動さ
せる友め耐圧性チューブ１３．１３’を有している。

前記コイルは耐圧性チューブ１３．１３’の外側から固
定磁極と複数の可動磁極に磁束が集中するように複数個
のヨーク１４．１５．１６．１７．１４’　、１５’、
１６’　。

１７°及び複数のコイルケース１８．１８’による外磁
路が構成されるようにされている。

作動においては、先ずコイルＣ１が励磁されると、可動
磁極７が固定磁Ｉｆ６に吸着されロッド１０を介してス
プールをストロークａだけ押して止まる。（第′２図（
ａ））次いでコイルＣ１が励磁されると可動磁極８が可
動磁極７に吸着され、ロッドｌｌｋ介してストロークｂ
だけ押す。このときロッド１０を介してスプールはスト
ロークａ　十すだけ移動させる。次いでコイルＣ１が励
磁されると以下同様にしてロッド１６がストロークＣだ
け移動して、スプール全ストロークａ＋ｂ＋ｃだけ移動
させる。以下同様にして、コイル及び可動磁極及びロッ
ドの数だけ段階的にストロークする。

この様にして順次又は同時にコイルを励磁す決めし弁体
の出力１全１乃至多段階に変えるこへ とができる。

コイルの励磁方法としては例えば第３図（ａ）に示すよ
うに、先ず複数のコイルＣ，，Ｃ，，Ｃ，・・・を直列
接続して、スイッチ又はスイッチング素子ｓｗ、、ｓｗ
、、ｓｗｓ、　　・・・全同時に入れることにより、コ
イルＣ，，Ｃ，，・・・を短絡状態としコイルＣ＋を励
磁し、次いでスイッチ又はスイッチング素子ＳＷｌを開
状態とすることによってコイルＣ１及びＣ２の励磁を行
ない、次いでスイッチ又はスイッチング素子ｓｗ、１開
状態とすることによってコイルＣ８及びＣ！及びＣ１の
励磁を行なうことによって電磁力を発生するコイルを切
換えることができる。

又別の方法として、第３図（ｂ）に示すように、コイル
Ｃ，、Ｃ，、Ｃ，、・・・を並列接続してスイッチ又は
スイッチング素子ＳＷ＋’に入れてコイルＣｒｋ励磁し
、次いでスイッチ又はスイッチング素子ｓｗ２’を閉状
態としてコイルＣ２ヲ励磁し、以下同様にコイルＣＪを
励磁するという方法で行なうこともできる。

本発明によるスプールの多段位置決めは、直流用ソレノ
イドの場合のみならず、交流用ソレノイドとして構成す
る場合にも適用できる。直流用ソレノイドの場合、固定
磁極と可動磁極の吸着面及び可動磁極と可動磁極の吸着
面には、残留磁気による密着防止の為の非磁性体から成
るスペーサ全入れることが望ましい。交流用ソレノイド
として構成する場合は、固定磁極と可動磁極の吸着面及
び可動磁極と可動磁極の吸着面にはくま取りコイル２０
．２０“全固定磁極又は可動磁極の吸着端面側に設け、
交流電流による吸引力の脈動を防止することが望ましい
。

ま定本発明の耐圧チューブ１３．１３°はなくても多段
階に位置決めするという機能を出すことができる。１例
えば作動流体が空気などの場合、あるいは作動流体が液
体であっても、耐圧チューブによる作動流体の流出を防
ぐ手段が必要でない場合、耐圧チューブを用いないでコ
イル内で直接複数の固定磁極及び複数の可動磁極を吸着
させることもできる。

ま之耐圧チューブの構造として、コイルヨーク１４．１
５．１６．１７．１４’、１５’、１６’、１７’から
固定磁極および可動磁極に磁束が有効に流れる様にコイ
ルヨークが固定磁極又は可動磁極に面、する部分を磁性
体とし他の部分全非磁性体とし友ものでもよいし、チュ
ーブ全体を非磁性体で構成してもよい。磁性体と非磁性
体の接合の方法についてはよく知られているので省略す
る。

実施例では両側に電磁力発生のためのソレノイド部を有
しているが、片側のみの構成又は片側は従来のソレノイ
ドや比例形のソレノイド全周いて、片側のみ、本発明に
よる多段階ストロークのソレノイドを取付けてもよい。

（発明の効果） ≠−婦；と対応して配置されたロッドを押して、確実に
異るストローク移動全系、償的にスプールに行わせるも
のとなっ之。そして本発明により、コイルの温度上昇に
よる誤動作がなく、確実な作動が可能な、流体制御弁で
あって、弁の開口特性を多段階に変え、これにより制御
流体の出力流量を多段階に変えることができる多段ステ
ップ流体制御弁を提供するものとなった。

本発明による多段ステップ流体制御弁を用いることによ
って、従来の電磁比例式流体制御弁では、電流増幅用の
アンプが必要であっ几もの全本発明では必要とせずに、
外部のり゛レー接点又は半導体によるスイッチング素子
の切換によってコイルの電磁力を多段階に切換えて、弁
体の作動流体を多段階に変えることが可能となった。こ
れにより加減速制御や位置決め制御等を従来の電磁比例
弁に対して大幅に低価格で実現できること＼なった・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例多段ステップ流体制御弁の要部
横断図、第２図（ａ）は第１図の弁の作動ストロークと
開口特性を示すグラフ、第２図（ｂ）ば、第１図の弁の
部分拡大図で、第２図（ａ）のストロークに対応し之ノ
ツチが設けられている状態を示す側面図、第３図（ａ）
（ｂ）はそれぞれ異る第１図に示すコイルを励磁する電
気回路図である。 ＩＩ・・・弁本体　　　　３・・・スプール１０、］１
．１２．１０’、１１’、１２’・・・ロンドａ、ｂ、
ｃ、・・・ストローク Ｃ，、Ｃ，、Ｃｓ、Ｃ，’、Ｃ，’、Ｃ，’　・・・コ
イル代理人　弁理士　　河　内　潤　二 中立ａ１ 第２図（ｂ） 第３図（Ｑ） 第３図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の流体流路を有する弁本体と両側から一対のスプ
   リングで付勢され弁本体内を滑動して流体の方向切換を
   行うスプールと、スプールの一端を駆動するよう直接又
   は間接に当接可能な第１ロッドと、第１ロッドを第１ス
   トロークだけ移動させる第１可動磁極と、第１ロッドの
   他端に当接可能な第２ロッドと、第２ロッドを第２スト
   ロークだけ移動させる第２可動磁極と、前記第１及び第
   ２可動磁極を順次又は同時に励磁可能な第１及び第２コ
   イルと、を含む多段ステップ流体制御弁。