JPH0425523Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ソレノイドへの通電量により定まる
流体圧を出力するパイロツト弁によつて駆動する
パイロツト形電空比例弁に関するものである。

［従来の技術］ 本考案の考案者らは、先に、鉄心間の吸引力が
ソレノイドへの通電量に比例する比例ソレノイド
によつて弁部材を直接駆動する直動形の電空比例
弁を提案した（一例として、特願昭61−179613号
参照）。

上記既提案の直動形電空比例弁は、出力ポート
の最高出力圧を供給ポートの一次圧P₁に等しく
することができるが、パイロツト形電空比例弁に
おいては、パイロツト流体圧を一次圧P₁に等し
くしても、弁部材に該パイロツト流体圧の操作力
に対抗する復帰スプリングの付勢力fkが作用して
いるために、出力ポートの最高出力圧は、弁部材
の軸方向断面積をAsとするとP₁−fk／Asとなる
ので、出力ポートの最高出力圧が一次圧P₁より
も小さくなるという問題がある。

この問題を解決するためには、パイロツト室に
上記復帰スプリングに対抗するスプリングを設置
して、弁部材に作用する復帰スプリングの付勢力
を相対的に小さくすることが考えられるが、弁部
材の両端にスプリングを設置すると、スプリング
の製作誤差等により、比例ソレノイドへの非通電
時、換言すれば主弁にパイロツト流体が供給され
ていないときの弁部材の停止位置が不安定になる
という新たな問題が生ずる。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、主弁のパイロツト室に設けた第１セ
ツトスプリングによつて、出力ポートの最高出力
圧を一次圧に可及的に近付けるとともに、フイー
ドバツク室に設けたセンタリングブツシユによつ
て、非通電時における弁部材を所定の位置に確実
に変位させることを、解決しようとする問題点と
するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、供給ポート、第１、第２の出力ポー
ト及び第１、第２の排出ポートを有する弁本体内
に、中立位置を中心とする両方向への変位によつ
て、供給ポートと出力ポートの一方及び出力ポー
トの他方と排出ポート間の流路をそれぞれ連通さ
せる弁部材と、該弁部材一端のパイロツト室と、
弁部材他端の第１の出力ポートに連通するフイー
ドバツク室とを備えた主弁、並びに上記パイロツ
ト室にパイロツト流体を給排するパイロツト弁よ
りなるパイロツト形弁において、上記パイロツト
室に、上記弁部材をフイードバツク室側に付勢す
る第１セツトスプリングを設け、上記フイードバ
ツク室に、弁部材側の弁本体に係止する係止部を
有し弁部材の変位方向に変位可能なセンタリング
ブツシユと、該センタリングブツシユを、係止部
が上記弁本体に係止するセンタリング位置に付勢
する第２セツトスプリングを設けるとともに、第
２セツトスプリングの付勢力を第１セツトスプリ
ングの付勢力より大きくし、上記弁部材を、セン
タリング位置にあるセンタリングブツシユに当接
した状態において、上記供給ポートと第２の出力
ポート及び第１の出力ポートと第１の排出ポート
間の流路を連通させるものとして構成し、上記パ
イロツト弁を、鉄心間に作用する吸引力がソレノ
イドへの通電量に比例する比例ソレノイドで駆動
し、上記ソレノイドへの通電量によつて定まる流
体圧を出力するものとして構成したことによつ
て、上記問題点を解決したものである。

［作用］ 比例ソレノイドに非通電のときは、パイロツト
弁からパイロツト流体が出力されないので、セン
タリングブツシユは、第２セツトスプリングの付
勢力によつて係止部が弁本体に係止するセンタリ
ング位置にあり、弁部材は、第１セツトスプリン
グの付勢力によつてセンタリング位置にあるセン
タリングブツシユに当接し、これによつて弁本体
の供給ポートと第２出力ポート及び第１出力ポー
トと第１排出ポート間の流路が連通している。

この場合、第１セツトスプリングの付勢力が第
２セツトスプリングの付勢力よりも小さいので、
センタリングブツシユ及び弁部材は上述の位置を
保持している。

比例ソレノイドに通電すると、パイロツト弁か
ら、ソレノイドへの通電量によつて定まる流体圧
を有するパイロツト流体が主弁のパイロツト室に
供給され、弁部材に作用するパイロツト流体圧の
操作力と第１セツトスプリングの付勢力との和に
よつて、弁部材が第２セツトスプリングの付勢力
に抗してセンタリングブツシユとともにフイード
バツク室側に変位するので、第２出力ポートと第
２排出ポート間の流路及び供給ポートと第１出力
ポート間の流路が連通し、供給ポートからの圧力
流体が第１出力ポートに流出するとともに、フイ
ードバツク室にも流入する。

第１出力ポートの流体圧の上昇に伴つてフイー
ドバツク室の流体圧が上昇し、フイードバツク室
における流体圧の作用力と第２セツトスプリング
の付勢力の和が上記パイロツト流体圧の操作力と
第１セツトスプリングの付勢力の和に等しくなる
と、弁部材が中立位置に変位するので、第１出力
ポートの二次圧は、比例ソレノイドへの通電量に
よつて定まるパイロツト流体圧から第２及び第１
セツトスプリングの付勢力の差に基づく圧力だけ
小さい値になる。

したがつて、第１ポートの最高出力圧を一次圧
に可及的に近付けることができる。

比例ソレノイドへの通電を断つと、パイロツト
流体が外部に排出されるので、弁部材は、フイー
ドバツク室の流体圧と第２セツトスプリングの付
勢力の和によつて供給ポートと第２出力ポート及
び第１出力ポートと第１排出ポート間の流路が連
通する位置に変位し、弁部材と共に変位するセン
タリングブツシユは、係止部が弁本体に係止する
センタリング位置で停止する。

上記弁部材の変位によつて、フイードバツク室
の流体が第１出力ポート及び第１排出ポートを通
つて外部に排出されるので、フイードバツク室の
流体圧が低下し、フイードバツク流体圧による作
用力が第１セツトスプリングの付勢力よりも小さ
くなると弁部材がセンタリング位置にあるセンタ
リングブツシユに当接して、供給ポートと第２出
力ポート及び第１出力ポートと第１排出ポート間
の流路が連通するする元の位置に復帰する。

したがつて、弁部材の両端にスプリングを設置
しても、比例ソレノイドの非通電状態において、
弁部材を所定の位置に確実に変位させることがで
きる。

［実施例］ 第１図ないし第２図は本考案の実施例を示し、
この電空比例弁は、主弁１とパイロツト弁２を備
え、主弁１は、後記するフイードバツクプレート
を介してサブプレート３に載置されている。

上記主弁１における弁本体５は、圧力流体の供
給ポートＰ、第１、第２の出力ポートＡ，Ｂ及び
第１、第２の排出ポートEA，EBを有し、弁本体
５には上記各ポートに連通する開口を開設したス
リーブ６を内設し、該スリーブ６内に、供給ポー
トＰと出力ポートＡ，Ｂ間の流路と、出力ポート
Ａ，Ｂと排出ポートEA，EB間の流路を切換える
スプール７が摺動自在に嵌挿されている。

上記スプール７は、供給ポートＰと第２出力ポ
ートＢ間の流路及び第１出力ポートＡと第１排出
ポートEA間の流路が連通し、第２排出ポートEB
が閉鎖する状態から、ポートＰとＡ間の流路及び
ポートＢとEB間の流路が連通し、ポートEAが閉
鎖する状態に変位する間に、ポートＰとＢ及びポ
ートＡとEA間の流路が共に絞り状態で連通する
位置と、ポートＰとEBが閉鎖してポートＡとEA
間の流路だけが絞り状態で連通する位置と、ポー
トＰとEAが閉鎖してポートＢとEB間の流路だけ
が絞り状態で連通する位置とを有している（第２
図参照）。

上記弁本体５内のスリーブ６の一側には、中心
に貫通孔を有するスプリング座８がアダプタプレ
ート９によつて固定され、スプール７とアダプタ
プレート９間にパイロツト室１０が形設されてお
り、該パイロツト室１０に第１セツトスプリング
１１が縮設されている。上記スリーブ６の他側に
は、スプリング座１３がエンドプレート１４によ
つて固定され、該スプリング座１３内にスプール
の軸方向に変位可能に設置されたセンタリングブ
ツシユ１５は、スプール７に向けて順次縮径され
てスリーブ６に係止する係止部１５ａ及びスプー
ル７が当接する当接部１５ｂが形設されており、
該センタリングブツシユ１５とスプリング座１３
の間には、第１セツトスプリング１１よりも付勢
力の大きい第２セツトスプリング１６が縮設さ
れ、スプール７とスプリング座１３間に形設され
たフイードバツク室１７は、フイードバツクプレ
ート１８に設けたフイードバツク通路１９によつ
て、第１出力ポートＡに連通している。

一方、上記アダプタプレート９に取付けられる
パイロツト弁２は、通電量に比例した駆動力を出
力する比例ソレノイド２１を有する電磁弁として
構成されており、該パイロツト弁のパイロツト本
体２２は、供給ポートＰに連通する入力口２３、
パイロツト室１０に連通する出力口２４とフイー
ドバツク口２５、及び図示を省略している通路に
よつて外部に連通する排出口２６を備え、パイロ
ツト本体２２内に、出力口２４を入力口２３と排
出口２６に切換えて連通させるパイロツトスプー
ル２７が摺動自在に設けている。上記スプール２
７は、フイードバツク口２５が開口する本体２２
内のパイロツトフイードバツク室２８内に縮設さ
れた復帰スプリング２９によつて、比例ソレノイ
ド２１の可動鉄心（図示省略）に当接するように
付勢されている。

なお、上記実施例のスプール７には、絞りを有
する貫通孔７ａが軸方向に開設されており、該貫
通孔によつてパイロツト室１０とフイードバツク
室１７とを連通させて、スプール７の発振を防止
している。

上記パイロツト弁２は、入力口２３が閉鎖して
出力口２４と排出口２６が連通している状態（第
１図左半分参照）において、比例ソレノイド２１
のコイルに通電すると、鉄心間にコイルの通電量
に比例した吸引力が作用し、これによつて過渡的
に吸引力が復帰スプリング２９の付勢力よりも大
きくなると、パイロツトスプール２７が入力口２
３と出力口２４が連通して排出口２６が閉鎖され
る位置に切換わるので（第１図右半分参照）、主
弁のパイロツト室１０にパイロツト流体が供給さ
れるとともに、フイードバツク口２５を通してパ
イロツトフイードバツク室２８にも供給される。
これによつてフイードバツク室２８の流体圧が上
昇して、フイードバツク室２８における流体圧と
復帰スプリング２９の付勢力の和が比例ソレノイ
ド２１の吸引力より大きくなると、スプール２７
が入力口２３を閉鎖して出力口２４と排出口２６
が連通する位置に切換わるので、フイードバツク
室２８の流体圧が低下して、入力口２３と出力口
２４が連通する。

このようにして、通電量に比例する比例ソレノ
イド２１の吸引力と、パイロツトフイードバツク
室２８における流体圧と復帰スプリング２９の付
勢力の和が等しくなると、パイロツトスプール２
７が出力口２４を閉鎖する位置に停止するので、
パイロツト弁２は、比例ソレノイド２１への通電
量に比例するパイロツト流体圧を主弁１のパイロ
ツト室１０に出力する。

次に、第２図を参照して上記実施例の動作を説
明する。

比例ソレノイド２１に非通電のときは、パイロ
ツト弁２の入力口２３と出力口２４の連通が遮断
されているので、パイロツト流体は出力されな
い。この状態において、主弁１のフイードバツク
室１７に設けたセンタリングブツシユ１５は、第
２セツトスプリング１６の付勢力によつて係止部
１５ａがスリーブ６に係止するセンタリング位置
にあり、スプール７は、パイロツト室１０に設け
た第１セツトスプリング１１の付勢力によつてセ
ンタリングブツシユ１５の当接部１５ｂに当接し
てセンタリングされ、第１セツトスプリング１１
の付勢力が第２セツトスプリング１６の付勢力よ
りも小さいので、スプール７はこの位置に停止
し、この状態においてポートＰとＢ及びＡとEA
はいずれも絞り状態で連通している（第２図Ａ参
照）。

比例ソレノイド２１のコイルに通電すると、上
述のように、コイルへの通電量に比例した流体圧
を有するパイロツト流体がパイロツト弁２からパ
イロツト室１０に供給され、過渡的に該パイロツ
ト流体圧の操作力Ｆと第１セツトスプリング１１
の付勢力fsの和が第２セツトスプリング１６の付
勢力fkよりも大きくなると、スプール７はポート
ＰとＡ及びＢとEBが連通する位置に変位する
（第２図Ｂ参照）。この場合、パイロツト流体圧の
操作力Ｆが第２及び第１セツトスプリングの付勢
力の差fk−fsよりも大きくなるとスプール７が変
位するので、第１セツトスプリング１１によつて
スプール７の応答性が向上する。

スプール７が第２図Ｂの状態に変位すると、第
１出力ポートＡからの圧力流体がフイードバツク
通路１９を通つてフイードバツク室１７に供給さ
れ、フイードバツク室１７の反力が過渡的にパイ
ロツト室１０の操作力よりも大きくなると、スプ
ール７が反対方向に変位してポートＰとＢ及びＡ
とEAが連通して（第２図Ｃ参照）、フイードバツ
ク室１７の反力が低下するので、スプール７が反
転して第１出力ポートＡと第１排出ポートEAが
絞り状態で連通し（第２図Ｄ参照）、フイードバ
ツク室１７の圧力の低下速度が小さくなる。

このようにして、パイロツト流体圧の操作力Ｆ
と第１セツトスプリング１１の付勢力fsの和がフ
イードバツク室１７の流体圧の作用力Faと第２
セツトスプリング１６の付勢力fkの和と等しくな
ると、供給ポートＰと第１排出ポートEAが遮断
されて第２出力ポートＢと第２排出ポートEBの
みが絞り状態で連通する位置に変位し（第２図Ｅ
参照）、これによつて第１出力ポートＡの出力圧
が設定される。この場合、フイードバツク室１７
の反力は、第１及び第２セツトスプリング１１，
１６の付勢力の差fk−fs、セツトスプリング１
１，１６のばね定数、並びに第２図Ｅに示すスプ
ール７の変位量χを小さくすることによつて小さ
くなる。

第３図は、一次圧P₁を9.0Kg／cm²とした場合の
比例ソレノイド２１への印加電圧と出力ポート
Ａ，Ｂの流体圧の関係の一実施例を示し、この実
験例では、印加電圧が約0.8Vになると供給ポー
トＰと第２出力ポートＢの連通が遮断され、印加
電圧が4Vを僅かに越すと第２出力ポートＡの出
力圧が最高の8.5Kg／cm²となる。第３図中点線は、
スプールのセンタリングをしない場合の第１出力
ポートＡの最高出力圧である。

［考案の効果］ 本考案は、主弁における弁部材一端のパイロツ
ト室に、該弁部材をフイードバツク室側に付勢す
る第１セトツスプリングを設けたことにより、パ
イロツト流体圧の操作力と第１セツトスプリング
の付勢力の和とフイードバツク室における流体圧
の作用力と第２セツトスプリングの付勢力の和と
を対抗させたので、パイロツト形の電空比例弁に
おける第１の出力ポートの最高設定圧を、可及的
に一次圧に近付けることができる。

また、フイードバツク室に、弁部材側の弁本体
に係止する係止部を有する変位可能なセンタリン
グブツシユと、該センタリングブツシユを上記係
止部が上記弁本体に係止するセンタリング位置に
付勢するための、第１セツトスプリングよりも付
勢力の大きい第２セツトスプリングとを設けて、
パイロツト室に流体圧が供給されていないときに
は、弁部材をセンタリング位置にあるセンタリン
グブツシユに当接させてセンタリングし、供給ポ
ートと第２の出力ポート及び第１の出力ポートと
第１の排出ポート間の流路を連通させたので、弁
部材の両端にそれぞれスプリングを設けたもので
ありながら、非通電時における弁部材を、所定の
位置に確実に変位させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の要部縦断正面図、第
２図Ａ〜Ｅは作動状態の説明図、第３図は印加電
圧と設定出力圧の関係を示す線図である。 １……主弁、２……パイロツト弁、５……弁本
体、７……スプール、１０……パイロツト室、１
１……第１セツトスプリング、１５……センタリ
ングブツシユ、１５ａ……係止部、１６………第
２セツトスプリング、１７……フイードバツク
室、２１……比例ソレノイド、Ｐ……供給ポー
ト、Ａ，Ｂ……出力ポート、EA，EB……排出ポ
ート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 供給ポート、第１、第２の出力ポート及び第
   １、第２の排出ポートを有する弁本体内に、中立
   位置を中心とする両方向への変位によつて、供給
   ポートと出力ポートの一方及び出力ポートの他方
   と排出ポート間の流路をそれぞれ連通させる弁部
   材と、該弁部材一端のパイロツト室と、弁部材他
   端の第１の出力ポートに連通するフイードバツク
   室とを備えた主弁、並びに上記パイロツト室にパ
   イロツト流体を給排するパイロツト弁よりなるパ
   イロツト形弁において、 上記パイロツト室に、上記弁部材をフイードバ
   ツク室側に付勢する第１セツトスプリングを設
   け、 上記フイードバツク室に、弁部材側の弁本体に
   係止する係止部を有し弁部材の変位方向に変位可
   能なセンタリングブツシユと、該センタリングブ
   ツシユを、係止部が上記弁本体に係止するセンタ
   リング位置に押圧する第２セツトスプリングを設
   けるとともに、第２セツトスプリングの付勢力を
   第１セツトスプリングの付勢力より大きくし、 上記弁部材を、センタリング位置にあるセンタ
   リングブツシユに当接した状態において、上記供
   給ポートと第２の出力ポート及び第１の出力ポー
   トと第１の排出ポート間の流路を連通させるもの
   として構成し、 上記パイロツト弁を、鉄心間に作用する吸引力
   がソレノイドへの通電量に比例する比例ソレノイ
   ドにより駆動し、上記ソレノイドへの通電量によ
   つて定まる流体圧を出力するものとして構成し
   た、 ことを特徴とするパイロツト形電空比例弁。