JPH0573374U - 直動形ショックレス電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切換時間のばらつきとショックレス効果の不
安定を解消する。 【構成】 左半部のソレノイド２をオンにして可動鉄心
５を固定鉄心６に吸着させ、プッシュピン４を介して弁
本体１の主スプール３を右行させて油路を切換えると、
油室７の油が第２の連通孔１２及びチェック弁１４を通
って油室９に移動する。同時に対称に設けた図示しない
右半部の可動鉄心のチェック弁は閉鎖され油は第１の連
通孔及びオリフィスを通って移動し、そのブレーキ力に
より主スプール３の移動を制御してショックレス効果を
生じる。また、ソレノイド２をオフにすると、右半部の
主スプリングの付勢力により可動鉄心５が左方に押し戻
され油がオリフィス１３を通ってそのブレーキ力により
ショックレス効果を生じる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、油路の開閉又は切換えを行う直動形電磁弁に関し、特にその開弁 時の主スプールの摺動速度を制御して負荷にショックを与えないようにした直動 形ショックレス電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、この種の直動形電磁弁は図３に示すように弁本体１の両側に一対のソ レノイド２，２′を備え、いずれか一方が励磁されると、その側のソレノイドの 図示しない可動鉄心がプッシュロッド４，４′を介して弁本体１内の主スプール ３を直接押圧して矢示方向に摺動させ、油路（ポートＰ，Ｔ間及びポートＡ，Ｂ 間）の開閉又は切換えを行うようになっている。

【０００３】 このような直動形電磁弁においては、開弁時の主スプールの摺動速度が速くな ると、作動時間は短くてすむが、油路が急速に開かれるために負荷にショックを 与えることになる。このようなショックを回避するため、従来から例えば図４に 示すような直動形ショックレス電磁弁が知られている。なお、この図４は全体の 左半部のみを示してあるが、右半部もこれと対称的に構成されており、以下の説 明で右半部の部材には左半部の対応する部材の符号に「ダッシュ」を付して示す ものとする。

【０００４】 図４は主スプール３が中立位置にある状態を示している。この状態から左半部 のソレノイド２を励磁すると、可動鉄心５が固定鉄心６に吸着され、プッシュピ ン４を介して主スプール３を右方に押圧する。この時、可動鉄心５と固定鉄心６ との間に形成された油室７の油は、可動鉄心５のオリフィス５ａを通ってマニア ルオーバライド８との間に形成された油室９に移動する。

【０００５】 ここで、可動鉄心５の径をＤ、油室７，９内の圧力をそれぞれＰ(７)，Ｐ(８) とすると、可動鉄心５に作用するブレーキ力ｆ(５)は数１で表わされる。

【０００６】

【数１】 ｆ(５)＝πＤ²／４×（Ｐ(７)−Ｐ(９)）

【０００７】 同時に、左半部と同径の右半部の可動鉄心５′は主スプール３を介してマニア ルオーバライド８′の方向に押され、油室９′の油がオリフィス５ａ′を通って 油室７′に移動し、可動鉄心５′に作用するブレーキ力ｆ(５′)は数２のように なる。

【０００８】

【数２】 ｆ(５′)＝πＤ²／４×（Ｐ(９′)−Ｐ(７′)）

【０００９】 いま、ソレノイド２の吸引力をＦ(２)とすると、図４に示した電磁弁において 主スプール３に有効に働く力ｆ(３)は数３のようになる。

【００１０】

【数３】 ｆ(３)＝Ｆ(２)−（ｆ(５)＋ｆ(５′)）

【００１１】 すなわち、同径に形成されたオリフィス５ａ，５ａ′の径が小さいほどｆ(５) ｆ(５′)が大きくなり、ショックレス効果も大きくなる。

【００１２】 また、ソレノイド２のオフ時には、可動鉄心５が右半部の図示しない主スプリ ング１０′により左方に押し戻され、油室９の油は油室７に移動し、オリフィス ５ａの作用でショックレス効果が得られる。この時の力の関係は、主スプリング １０′の力をＦ(１０′)，オリフィス５によるブレーキ力をｆｂ(５)とすると主 スプール３がスプリングバックする力ｆｂ(３)は数４のようになる。

【００１３】

【数４】 ｆｂ(３)＝Ｆ(１０′)−ｆｂ(５)

【００１４】 ちなみに、通常の直動形電磁弁では、可動鉄心５，５′にオリフィスを設けて いないので、ｆ(５)≒０，ｆ(５′)≒０となり、Ｆ(２)はすべて弁の有効切換力 として利用され、弁の切換時間が速くて切換ショックは大きくなる。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の直動形ショックレス電磁弁にあっては、可動 鉄心内の１個のオリフィスを通じて両側の油室を連通しているので、可動鉄心が 摺動するコアチューブ内のエア抜きが困難であり、別個にエア抜き部品を設ける 必要があった。また、可動鉄心の外周部からの油のリークがあるので、エア抜き が困難なことと相俟って切換時間のばらつきが大きく、そのためショックレス効 果が不安定になるという問題点があった。

【００１６】 さらに、ソレノイドがオフ状態にある時には可動鉄心はフリーの状態にあるの で、弁の取付方向や使用サイクル上の最終作動状態等によっても切換時間や切換 能力がばらつく点にも問題があった。

【００１７】 さらにまた、ソレノイドオン時のショックレス効果が、プッシュ側とプッシュ される側の可動鉄心のオリフィスの相乗作用となるので、オリフィスの径の選定 が難しかった。

【００１８】 この考案は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で切換時間のば らつきやショックレス効果の不安定を解消することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記の目的を達成するため、弁本体の両側に一対のソレノイドを備 え、これら一対のソレノイドのいずれか一方が励磁された時、そのソレノイドの 可動鉄心がプッシュロッドを介して上記弁本体内の主スプールを押圧して所定の 速度で摺動させ、油路の開閉又は切換動作をショックを伴うことなく行うように した直動形ショックレス電磁弁において、上記可動鉄心の両側の油室を連通させ る第１，第２の連通孔を設け、そのいずれか一方にオリフィスを、他方にチェッ ク弁をそれぞれ配設すると共に、上記可動鉄心の外周部に弗素樹脂材からなるシ ール部材を巻装した直動形ショックレス電磁弁を提供するものである。

【００２０】 そして、上記の電磁弁において、オリフィスが可動鉄心に螺着されたプラグタ イプの非磁性オリフィスとするのがよく、且つ薄刃オリフィス化するとさらによ い。また、このような電磁弁において、その可動鉄心を弁本体側に付勢するオフ セットスプリングを設けるようにするのが好ましい。

【００２１】

【作用】

この考案による直動形ショックレス電磁弁は上記のように構成することにより 、可動鉄心の摺動時、その外周部に巻装したシール部材によって外周部からの油 のリークがなくなるので、切換時間が常に安定する。

【００２２】 また、可動鉄心内にそれぞれオリフィスとチェック弁を備えた第１，第２の連 通孔を設けたので、別個にエア抜き部材を設けなくてもコアチューブ内のエア抜 きが容易になり、所要のショックレス効果を確実に得ることができる。

【００２３】 さらに、オリフィスを非磁性材のプラグタイプとすると、耐コンタミ性を改善 することが可能になり、薄刃オリフィス構造とすることにより、油の流れの収縮 が完全となり、広い範囲に亘って安定した流れが得られる。

【００２４】 なお、可動鉄心にオフセットスプリングを係着して弁本体側に付勢するように すると、可動鉄心を常時プッシュピンに当接させることができるので、弁切換時 の初期状態が常に一定となり、弁切換時間のばらつきを一層小さくすることがで きる。

【００２５】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。 図１はこの考案の一実施例の左半部の断面図であり、右半部もこれと対称に構 成されている。なお、図４と対応する部分には同一の符号を付してあり、以下の 説明で図示しない右半部の部材は対応する左半部の部材の符号に「ダッシュ」に 付して示すものとする。

【００２６】 この実施例における可動鉄心５には、両側の油室７，９を連通する第１，第２ の連通孔１１，１２を設け、第１の連通孔１１には例えばプラグタイプの非磁性 オリフィス１３を配設し、第２の連通孔１２にはチェック弁１４を配設する。こ のチェック弁１４は、図２の（ａ）に示すようにボール１４ａと角溝１４ｂを備 えたフリータイプのボールチェック弁であってもよく、同図の（ｂ）に示すよう にポペット弁１４ｃとスプリング１４ｄを備えたオフセットタイプのポペットチ ェック弁であっても差支えない。

【００２７】 また、可動鉄心５の外周部に円周溝５ｂを形成し、この円周溝５ｂに表面エネ ルギが小さく非粘着性で摩擦係数が低い例えばポリ四弗化エチレン等の弗素樹脂 からシール部材１５を巻装してコアチューブ１６との間をシールする。このシー ル部材１５はエンドレスタイプ又はバイアスカットタイプとして油のリークを可 能な限り防止することにより、ショックレス効果を安定させ、弁切換時間のばら つきを減少させることが可能になる。

【００２８】 さらに、可動鉄心５とマニアルオーバライド８との間に付勢力が弱いオフセッ トスプリング１７を係着して、この電磁弁の取付方向が水平，垂直，斜めいずれ の状態であっても可動鉄心５が常にプッシュピン４に当接し得るようにする。な お、その他の構成は図４に示した従来例と同様である。

【００２９】 次に、上記のような構成からなる実施例の作用を説明する。 図１に示す中立状態からソレノイド２を励磁すると、可動鉄心５は固定鉄心６ に吸着されプッシュピン４を介して主スプール３を右方に移動させる。この時、 油室７の油は第２の連通孔１２及びチェック弁１４を通ってほとんど抵抗なく油 室９に移動し、可動鉄心５はブレーキ力を受けない。

【００３０】 一方、右半部のソレノイド２′側では、可動鉄心５′の移動に伴って油は油室 ９′から油室７′に移動する。この時、チェック弁１４′は閉鎖状態となるので 、油はオリフィス１３′及び第１の連通孔１１′を通過して主スプール３に前述 の数３に相当するブレーキ力ｆ(３)＝Ｆ(２)−ｆ(５′)が作用し、その移動速度 が制御されてショックレス効果が得られる。

【００３１】 また、この状態からソレノイド２をオフにすると、主スプリング１０′の付勢 力により主スプール３，プッシュピン４を介して可動鉄心５がオフセットスプリ ング１７の弱い付勢力に抗して左行し、油室９の油がオリフィス１３を通って油 室７に戻され、主スプリング１０′の付勢力に抗して前述の数４と同様のブレー キ力ｆｂ(３)＝Ｆ(１０′)−ｆｂ(５)が生じ、やはりショックレス効果が得られ る。

【００３２】 なお、この場合右半部の可動鉄心５′はオフセットスプリング１７′の付勢力 により主スプール３，プッシュピン４′に追従して左行し、油室７′の油がチェ ック弁１４′を通って油室９′に移動するので、ブレーキ力は発生しない。

【００３３】 このように、第１，第２の連通孔１１，１２にオリフィス１３とチェック弁１ ４とをそれぞれ配設することにより、ソレノイドオン時のショックレス効果は、 従来のようにプッシュ側とプッシュされる側のオリフィスの相乗作用とならず、 プッシュされる可動鉄心のオリフィスの径のみによって定まるので、オリフィス 径の選定がきわめて容易になる。

【００３４】 さらに、可動鉄心５，５′にオフセットスプリング１７，１７′の付勢力を作 用させることにより、電磁弁の取付方向の如何に係わらず、可動鉄心５，５′を 常にプッシュピン４，４′に当接させることができるので、弁切換の際の初期状 態が一定し、弁切換時間のばらつきを排除することができる。

【００３５】 また、コアチューブ１６内の油室９が２個の連通孔１１，１２を介して“Ｔ” ポートに連通しているので、油室９内のエアが抜けやすく別個にエア抜き部品を 設けることなく、数回の切換えで完全なエア抜きが可能になり、所定のショック レス効果が確実に得られる。

【００３６】 なお、上記実施例において、第１の連通孔に設けたプラグタイプの非磁性オリ フィスを薄刃オリフィス化することも可能であり、このようにすることにより広 い範囲に亘って安定した流れを得ることができる。また、このオリフィスをプラ グタイプとして可動鉄心に装着する代りに、可動鉄心自体にオリフィスを加工す ることも可能である。さらに、上記実施例では第１の連通孔にオリフィスを、第 ２の連通孔にチェック弁をそれぞれ設けたが、その逆でも差支えないことはいう までもない。

【００３７】

【考案の効果】

以上述べたように、この考案による直動形ショックレス電磁弁は、可動鉄心に ２個の連通孔を設けたので、コアチューブ内のエア抜きが容易で別個にエア抜き 部品を設ける必要がなく、数回の切換えで完全なエア抜きを行うことができる。 そして、その２個の連通孔にそれぞれオリフィスとチェック弁を配設したので、 ショックレス効果がプッシュされる可動鉄心のオリフィス径だけで定められ、オ リフィス径の選定が容易になる。

【００３８】 また、可動鉄心の外周部に弗素樹脂材からなるシール部材を巻装したので、可 動鉄心の摺動を妨げることなくその外周部からのリークが防止され、上述したエ ア抜きが容易であることと相俟ってショックレス効果が安定し、弁切換時間のば らつきを小さくすることができる。このような構成によれば、通常の標準的な直 動形電磁弁の可動鉄心だけを変更すればよいので、構造が簡単で安価に供給する することが可能になる。

【００３９】 さらに、上記の電磁弁において、オリフィスをプラグタイプの非磁性オリフィ スとすれば、耐コンタミ性を改善することができ、その非磁性オリフィスを薄刃 オリフィス構造とすると、油の流れの収縮が完全になり、広い範囲に亘って安定 した切換能力を得ることができる。

【００４０】 なお、上記の電磁弁の可動鉄心にオフセットスプリングを係着して弁本体側に 付勢するようにしたものは、可動鉄心が常時プッシュピンに当接していて弁切換 時の初期状態が常に一定となるので、弁切換時間のばらつきを最小にすることが 可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の左半部のみを示す縦断面
図である。

【図２】同じくそのチェック弁部を拡大して示す断面図
である。

【図３】一般の直動形電磁弁の一例を一部を断面にして
示す縦断面図である。

【図４】従来の直動形ショックレス電磁弁の左半部のみ
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 弁本体 ２ ソレノイド ３ 主スプール ４ プッシュピン ５ 可動鉄心 ６ 固定鉄心 ７，９ 油室 ８ マニアルオー
バライド １０ 主スプリング １１ 第１の連通
孔 １２ 第２の連通孔 １３ オリフィス １４ チェック弁 １５ シール部材 １６ コアチューブ １７ オフセット
スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 高橋 昭男 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメック内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体の両側に一対のソレノイドを備
   え、これら一対のソレノイドのいずれか一方が励磁され
   た時、該ソレノイドの可動鉄心がプッシュロッドを介し
   て前記弁本体内の主スプールを押圧して所定の速度で摺
   動させ、油路の開閉又は切換動作をショックを伴うこと
   なく行うようにした直動形ショックレス電磁弁におい
   て、 前記可動鉄心に、該可動鉄心の両側の油室を連通させる
   第１，第２の連通孔を設け、そのいずれか一方にオリフ
   ィスを、他方にチェック弁をそれぞれ配設すると共に、
   前記可動鉄心の外周部に弗素樹脂材からなるシール部材
   を巻装したことを特徴とする直動形ショックレス電磁
   弁。
2. 【請求項２】 オリフィスが、可動鉄心に装着されたプ
   ラグタイプの非磁性オリフィスである請求項１記載の直
   動形ショックレス電磁弁。
3. 【請求項３】 オリフィスが、薄刃オリフィスである請
   求項２記載の直動形ショックレス電磁弁。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   直動形ショックレス電磁弁において、前記可動鉄心を前
   記弁本体側に付勢するオフセットスプリングを設けたこ
   とを特徴とする直動形ショックレス電磁弁。