JPH02502116A - パイロット弁のカートリッジ組立体 - 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】 パイロット弁のカートリッジ組立体 発明の技術分野 本発明は、ソレノイド作動パイロット弁に関し、更に詳しくは、その改良カート リッジ組立体に関する。

背　　景　　技　　術 空気圧弁等のソレノイド作動パイロット弁の組立体は、一端が磁極部材により閉 じられた円筒形のハウジングから成り、磁極部材にはハウジング内の空気を大気 に通気させるための流体排出路が貫通形成されている。ハウジング内には、磁気 吸引により駆動されるプランジ中が、このプランジャと磁極部材の間に磁界を発 生させた時またそれを解除した時にそれぞれ磁極部材に当接しまたそれから離脱 する運動が可能に設けられている０円筒形のハウジングの開方端部は、ねじ込み 式にパイロット空気流に接続可能となっている。プランジャの両端に配された弾 性体弁座が、磁界が解除された時には弁本体の孔を閉じまた磁極部材の排気通路 を開（一方、磁界を発生させた時には孔を開きまた排気通路を閉じるようになっ ている。プランジャと磁極部材の間の空隙（エアギャップ）に磁界を発生させる ために、円筒形のハウジングにソレノイドが巻回しである。プランジャには圧縮 ばねが巻回してあり、それがプランジャを磁極部材から離脱させ、プランジャ端 部の弁座を弁本体の孔に押圧させる方向に作用するようになっている。

両端部を弾性体弁座に当接させて圧縮ばねをプランジャ内に設け、それらの弁座 をプランジ中の軸方向外方に押圧し、これによりプランジ中の通勤行程の一終端 において弁座が弁本体の弁孔に当接しまたプランジ中の通勤行程の他の終端にお いて弁座が磁極部材の排気通路を充分に塞ぐようにするという構成が従来行われ ている。このように圧縮ばねを設けまたプランジャの両端にそれぞれ弾性体弁座 を設けることにより、弁を通るパイロット空気流の制御に関し作動的に万足すべ き構成を実現出来るのであるが、これと同時に、パイロット弁カートリッジ組立 体の価格が実質的に高騰せざるを得ないという問題がある。

発明の概要 本発明者は、一対の弾性体弁座を設けまたそれらを軸方向外方に押動する圧縮ば ねをプランジャ内に設ける必要性を、プランジャを貫通する単一の弁座を設け、 この弁座とプランジャの間の意図されない軸方向相対運動を防ぐ手段を設は葛こ とにより、回避し得ることを発見した。また、万足すべき穴（オリフィス）を形 成するためにはプランジ中の端部を注意深く機械加工せねばならないという従来 技術における必要性を回避し得る、プランジ中に穴を形成するための簡単ではる かに安価な方法も見い出した０本発明による構成の結果、パイロット弁組立体の 製造において原価の実質的な低減化が可能となる。また、実験の結果、本発明に よる構成の変形例は、信頼性が高くかつ耐用寿命の長いことが判明した。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の１実施例にかかわるソレノイド式パイロット弁カートリッジ 組立体の長手方向断面図である。第２図は、実質的に第１図２−２線矢視による 横断面図である。第３図は、本発明構成の１変形例を示す長手方向部分断面図で ある。第４図は、第３図の矢印４方向における端面図である。

好ましい実施例の概説 本発明の実施例にかかわるソレノイド式パイロット弁カートリッジ組立体は、非 金属材製の円筒形のハウジング１０を有し、これにレンチを係合させるフランジ 部１２と、開放端近傍に外方のねじ切部１４が形成されていて、このねじ切部を 、符号ＶＢにより示すと共に想像線により外郭形状を略示した弁本体に形成した 補完形状の雌ねじに係合させ、レンチを係合させるフランジ部１２を利用してカ ートリッジ組立体の締付けを行うことにより、このカートリッジ組立体を弁本体 に取付は得るようになっている。

ハウジングの上記開放端と反対の端部は強磁性体の磁極部材１６により閉ざされ ているが、この部材には、その両端部に貫通して、即ちその内方端部においては 磁極端面２０を貫通しまたその外方端部に省いては端ぐリ２２に連通して、流体 の逃げ又は排気通路１８が設けられている。端ぐり２２に、符号２３により示さ れるようにねじを形成し、後述のようにカートリッジ組立体から排出される空気 を送るための管系（図示せず）への排出又は排気通路１８の接続の便をはかるこ とが出来る。

磁極部材の端面２０にくま取りコイル２４を設け、この端面へのプランジ中の当 接が静か或いは穏やかなものとなるようにする。磁極部材の周溝内に配したＯ− リング密封部材（シール）２６は円筒形のハウジング１０内に磁極部材を密封す る機能を有する。符号２８にて示されるように、ハウジングの周囲をスェージ加 工し、この加工部分を磁極部材の周囲に形成した補完形状部に係合させ、磁極部 材を円筒形のハウジング内に係止（ロック）する、磁極部材の外方端部に、符号 ３０により示されるように外方のねじを形成し、これに内方にねじの形成された ナツト止め具（図示せず）を係合させて、ソレノイド（図示せず）を保持させる ようにすることが出来る。ソレノイドは、円筒形のハウジングにすべり装着し、 その一端部をフランジ部に当接させると共にその他端部をナツト止め具によりハ ウジングに固定することが出来る。ソレノイドを付勢すると、磁極部材の磁極端 面２０と、この反対側のプランジャ３２の端面の間の空隙ＡＧに磁界が発生する 。

プランジャ３２は強磁性体から成り、円筒形のハウジング内に往復動可能に設け られている。このプランジャは一般的に円形であり、その両端部に開口する長手 方向の穴が形成しである。また、長手方向におよぶ細長い穴（スロット）３６を 、その一端においては、磁極部材に係合するプランジャの端面３８を貫通させま た他端部においてはテーバ部４０を貫通させて、開口させである。このスロット ３６は、ソレノイドを消勢した時に、円筒形のハウジングを通じプランジャの長 さ方向に空気を逃し、プランジャの端部から磁極部材の排気通路１８を通じて空 気を逃す便を与える。横断穴３５の端部をスロット３６及び穴３４中に開口させ 、これによりスロット３６内及び穴３４内の流体圧の均等化を可能とする。

Ｖ字状横断面の横断溝４２を中央部で穴３４にまた長手方向のスロット３６にも 連通させて、これにより、プランジ中の端面３８が磁極部材の端面２０に当接し た時に起るおそれのある「ジローブロック」　（相互固着）現象の発生を予防す る。

ソレノイドを消勢すると、プランジ中は磁極部材の（磁極）端面２０に当接した 位置からパイロット弁本体の孔（オリフィス）４４に向い運動する。プランジャ のこの運動は、プランジャのテーバ部４０の周囲に設け、円筒形のハウジングの 肩部４８に一端部を当接支承させると共に他端部をプランジャに作用をおよぼす ようにそれに当接支承させた円錐状の圧縮ばね４６の作用により行われる。実際 上、この圧縮ばね４６は、その小径端部で、軸部５６を有するＴ字状の弁座５４ の頭部５２の内方に曲げ形成したリップ部５０に当接させである。頭部５２は帽 子（ハツト）形状をなしており、放射方向のフランジ部５８を有し、その端部は 軸方向におよぶ円筒部６０となっており、その自由端部に上記のリップ部５０が 形成されている。第４図に示すように、同筒部６０ア外周には、符号６１により 示すように軸方向の溝が円周方向に間隔をおいた関係で形成されている。弁座の 軸部５６は、穴３４を貫通して設けられるが、その端部はプランジャの端面３８ と同一面状であっても良いし或いはそれかられずかに突出させても良い、弁座と プランジャ３２の軸方向相対運動を制限する手段が設けられている。

この手段は、弁座のリップ部５０をプランジャの端部に形成した周方向の放射状 フランジ部６２の後側に係合させることにより構成されている。プランジャの穴 ３４には肩部６６を有する端ぐり６４が行われていて、この肩部６６に弁座の頭 部５２を当接させ、これにより弁座の軸方向内方への運動を制限するようになっ ている。

弁座は、例えばデュロメーター硬度約６０のカルボキシル化ニトリルゴム等の弾 性材により形成される。カルボキシル化ニトリルゴムに代えて、ヴイトン（Ｖｉ ｔｏｎ）又はブナーエヌ（Ｂｕｎａ−Ｎ）ゴムを用いても良い、細長い軸部５６ はプランジャの穴３４内に滑動自在に収められている。第１図から明らかなよう に、この軸部の一端部は帽子状の頭部５２となっている一方、他端部は単にプラ ンジャの端面３８を貫通して延びているに過ぎない。

好ましくは、この軸部の端面５７をプランジャの端面３８と同一面状とする。軸 部の端部を、プランジャの端面を超えて突出させることが望ましい場合には、弁 座構成弾性材のデュロメーター硬度との関連において、ソレノイドを付勢してプ ランジ中と磁極部材の間の空隙ＡＧに磁界を発生させた際に、弁座が充分に収縮 して磁極部材の端面２０とプランジャの端面３８を当接係合させると共にその軸 部５６が排気通路１８の端部を閉じることが可能となるような突出構成とするこ とが必要である。

弁座の軸部５６の端面５７と磁極部材１６の端面２０の「ジョーブロック」現象 の発生を予防するため、端面２０に、排気通路１８と同心状にまた弾性材製弁座 の端面５７の周縁部を連結してプランジャの往復運動により開閉される孔（オリ フィス）７８を形成する環状溝７６が形成されている。この構成は、磁極部材の 端面に慎重に機械加工を行い、慎重を要する機械加工により形成した表面により 囲まれた軸方向に突出するオリフィスを形成せねばならないという従来の技術に 比較し著しく安価に実施することが出来る０本発明の構成によれば、環状溝７６ は、くま取りコイル２４を収めるための溝を形成するのと同時に簡単な機械加工 により形成することが可能であり、次に端面２０の全体を平面研磨盤により表面 仕上げすることにより、従来技術における構成と全く同様に有効なオリフィスを 形成することが可能であり、しかも加工原価を著しく低減することが出来る。

弁座が弾性を有するため、その帽子状の頭部をプランジャの放射状フランジ部６ ２の周囲に伸張させ、リップ部５０をこのフランジ部６２の後側に引掛は係合さ せ、これにより弁座をプランジ中に固定し、これらのプランジ中と弁座の間の不 測の軸方向相対運動を予防することが可能である。既述のように、圧縮ばねをリ ップ部５０に支承させてあり、このためリップ部５０は確実にプランジャの放射 状フランジ部６２を取囲む状態に保持される。

弁座には、第１図に示されるように中央くぼみ部６８を形成しても良いし、或い は第３図に示される本発明実施例の変更例におけるように、弁座の端面７０を単 に平坦な面とすることも出来る。

円筒形のハウジングの周囲にソレノイド（コイル）が設けられ、パイロット弁に ねじ込み取付けの行われた本発明によるパイロット弁カートリッジ組立体の作動 につき略述すれば、ソレノイドを付勢すると、プランジャが第１図において右方 に移動し、弁座の軸部５６が磁極部材の孔７８の部位で排気通路１８の端部を塞 ぎ、スロット３６を通る空気の逃げを防げる。弁座の中央くぼみ部６８（又は端 面７０）は、パイロット弁の孔（オリフィス）４４から離れた状態となり、空気 は孔４４から弁の作動を行う弁本体の他の空気通路７４へと流れるようになる。

ソレノイドを消勢すると、即座に圧縮ばね４６がプランジ中を左右に押動し、中 央くぼみ部６８（又は端面７０）が孔４４を塞ぎ、パイロット弁への与圧が止め られ、この弁内の空気はスロット３６を通って流れ、磁極部材の排気通路１８か ら排出される。

プランジャの一端部から他端部へとそれを完全に貫通しておよぶ弁座を設け、プ ランジャがその１位置にお−いて磁極部材の排気通路を塞ぎ、他の位置において はパイロット弁の孔を塞ぐように構成したことにより、ソレノイド作動パイロッ ト弁のカートリッジ組立体の製造原価を実質的に低減させることが出来、またこ のカートリッジ組立体の全体構造を簡易化することが出来た。

横断穴３５を設けたため、スロット３６と穴３４内の流体圧を均等なものとする ことが出来、このため弁座が軸方向にプランジャ外にはずれ、プランジャの正し い作動が干渉されるおそれをなくすことが出来る。パイロット弁が例えば２００ ｐ、ｓ、ｉ、又はそれ以上の高流体圧で利用される場合には、特に、横断穴３５ を設けることが好ましい。

軸方向の溝６１を設けることにより、頭部５２とハウジング１０の内周面１１の 間の流体圧の逃げを容易とすることが出来る。

国際調査報告 −−Ｉ−ＩＩ−Ｉ−ＩＩＩＪＩ＾Ｉｌ−ｍｍｅ管’口ＰＣＴ／Ｌ；５８７１０２ ９４７

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．一端部が磁極部材により閉じられている円筒形のハウジングと、磁力吸引に よりハウジング内に運動可能なプランジャとを有し、磁極部材にはハウジングの 内方に開口する流体通路が形成されており、プランジャと磁極部材の間に磁界を 発生させた時及びそれを解除させた時にプランジャが磁極部材に当接する運動及 びそれから離脱する運動をそれぞれ行うようになっており、プランジャにはその 両端に開口する長手方向におよぶ穴が形成されている構成のソレノイド作動パイ ロット弁のカートリッジ組立体であって、上記穴の一端部から他端部に貫通して および、プランジャが一端部で磁極部材に当接した時上記流体通路を塞ぐ弾性材 製の弁座を設け、この弁座は、プランジャが磁極部材から離脱して運動した時、 カートリッジ組立体利用の対象である孔を塞ぐようにプランジャの他端部外に露 出して設けてあり、更に弁座をプランジャ内に保持し、これら弁座とプランジャ の相対運動を制限するための手段を設けたことを特徴とするパイロット弁のカー トリッジ組立体。
2. ２．前記弁座を保持するための手段をプランジャの前記他端部の近傍に設けた請 求の範囲第１項記載のパイロット弁のカートリッジ組立体。
3. ３．前記弁座を保持するための手段が弁座とプランジャの相互嵌合部分から成る 請求の範囲第１項記載のパイロット弁のカートリッジ組立体。
4. ４．プランジャの前記他端部に放射方向におよぶフランジ部を設け、弁座に、放 射方向におよび、上記フランジ部の後側に嵌込む部分を形成した請求の範囲第１ 項記載のパイロット弁のカートリッジ組立体。
5. ５．プランジャの前記他端部が放射方向外方におよぶ円周方向のフランジ部を有 し、弁座の対応端部が放射方向外方におよぶ円周方向のフランジ部を有し、この 弁座のフランジ部がプランジャのフランジ部の直径よりも小直径の周方向のリッ プ部を有しており、弁座のフランジ部及びリップ部が放射方向に伸張可能で、プ ランジャのフランジ部周囲につかみ係合により取付けられていて、弁座がプラン ジャに保持されている請求の範囲第１項記載のパイロット弁のカートリッジ組立 体。
6. ６．弁座がプランジャの両端部外に突出している請求の範囲第１項記載のパイロ ット弁のカートリッジ組立体。
7. ７．磁極部材が、プランジャに向うその端面に、前記流体通路と同心状で、弾性 材製の弁座の周縁部を連結して、磁極部材に対するプランジャの接近及び離脱運 動に際し弁座により開閉される孔を形成する環状溝を有している請求の範囲第１ 項記載のパイロット弁のカートリッジ組立体。
8. ８．ソレノイド作動パイロット弁のカートリッジ組立体のためのプランジャであ って、一端部から他端部におよび軸方向に貫通する穴の形成された細長い、円筒 状の、磁力吸引により運動可能な部材と、上記穴を貫通して、その中に設けられ た弾性材製の弁座とから成り、これらの弁座と円筒状の部材が軸方向相対運動を 制限するための、放射方向におよぶ相互嵌合部分を有しているプランジャ。
9. ９．弁座が、端部に周方向のリップ部を有する、放射方向におよぶフランジ部を 有し、このフランジ部が伸張可能でプランジャの放射方向のフランジ部の周囲を 被い、弁座及びプランジャを不測の相対運動の起らぬように保持している請求の 範囲第８項記載のプランジャ。
10. １０．前記放射方向におよぶフランジ部が、端部に前記周方向のリップ部を有す る、軸方向におよぶ円筒部分を有し、この円筒部分の外表面に上記放射方向にお よぶフランジ部周囲の流体の流れを容易とする軸方向におよぶ溝が形成されてい る請求の範囲第９項記載のプランジャ。