JPH09222180A - 三位置電磁弁 - Google Patents

三位置電磁弁

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JPH09222180A
JPH09222180A JP8053866A JP5386696A JPH09222180A JP H09222180 A JPH09222180 A JP H09222180A JP 8053866 A JP8053866 A JP 8053866A JP 5386696 A JP5386696 A JP 5386696A JP H09222180 A JPH09222180 A JP H09222180A
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JP
Japan
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chamber
valve seat
solenoid
movable
spring
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JP8053866A
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English (en)
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Osamu Akamatsu
修 赤松
Kazunori Morimoto
和憲 森本
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Nabco Ltd
Original Assignee
Nabco Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/665Electrical control in fluid-pressure brake systems the systems being specially adapted for transferring two or more command signals, e.g. railway systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02Application and release valves
    • B60T15/025Electrically controlled valves
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86919Sequentially closing and opening alternately seating flow controllers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/87217Motor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガイド筒体46に作動圧が負荷されて、当該ガ
イド筒体46が歪み、可動鉄心41の摺動抵抗が増大
し、その応答性が低下したり、長時間作動圧が負荷され
ることによってソレノイドの耐久性が低下したりするの
を防止できる常開型の三位置電磁弁を提供する。 【解決手段】ソレノイド4の消磁状態で、第2ばねSP
2によって、固定弁座2と可動弁6とを離反させ、且つ
可動弁座31を可動弁6に着座させて、第1室C1と第
2室C2とが連通され、第3室C3が上記可動弁座31
と可動弁6とによって遮断された連通位置をとるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、三位置電磁弁に
関するものであり、例えば鉄道車両用の空気ブレーキ装
置に使用される。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】上記三位
置電磁弁は、例えば実公昭2−49426号公報に開示
されている。この公報に開示されている三位置電磁弁
は、図7にも示すように、第1室C10と第2室C20
との間に設けられた固定弁座91と、この固定弁座91
に対して接離可能な中空の可動弁92と、先端に上記固
定弁座91を挿通可能な可動弁座93aを有し、ソレノ
イド94の可動鉄心94aと同行移動して、上記可動弁
92を押圧する中空の押し棒93と、この押し棒93を
可動弁92から離反する方向へ付勢する第1ばね95
と、上記可動弁92を固定弁座91に着座させる方向へ
付勢する第2ばね96とを備えており、上記可動弁92
の下端部は、第3室C30に気密摺動自在に嵌入されて
いる。
【0003】上記の構成の三位置電磁弁は、ソレノイド
94を消磁させた状態で、上記第1ばね95の付勢力に
よって押し棒93を押し上げて、可動弁座93aを可動
弁92から離反させ、第2ばね96の付勢力によって可
動弁92を固定弁座91に着座させることができる。従
って、上記ソレノイド94の消磁状態において、第2室
C20と第3室C30とが連通され、第1室C10が遮
断された連通位置(又は排出位置)をとることができ
る。
【0004】また、電磁吸引力が第1ばね95の付勢力
以上で且つ第1ばね95と第2ばね96との合成付勢力
未満となる電流値でもって、上記ソレノイド94を励磁
させると、当該ソレノイド94の電磁吸引力によって、
押し棒93を上記第1ばね95の付勢力に抗して押し下
げて、その可動弁座93aを可動弁92に着座させるこ
とができ、これによって、第1室C10、第2室C20
及び第3室C30がそれぞれ遮断された遮断位置をとる
ことができる。
【0005】さらに、例えば上記消磁状態において、電
磁吸引力が第1ばね95の付勢力と第2ばね96との合
成付勢力以上となる電流値でもってソレノイド94を励
磁させると、当該ソレノイド94の電磁吸引力によっ
て、押し棒93を上記第1ばね95の付勢力に抗して押
し下げて、その可動弁座93aを可動弁92に着座さ
せ、この着座状態を維持したまま、押し棒93を上記第
1ばね95と第2ばね96との合成付勢力に抗して可動
弁92とともにさらに押し下げて、当該可動弁92を固
定弁座91から離反させることができる。この結果、第
1室C10と第2室C20とが連通され、第3室C30
が遮断された排出位置(又は連通位置)をとることがで
きる。
【0006】また、上記三位置電磁弁には、上記第1室
C10と第3室C30との中間であって、可動弁92の
段部92aに臨む位置に、第2室C20と連通する釣合
室C40を形成するとともに、上記可動弁座93aの先
端の有効断面積A1を第3室C30の開口断面積B1と
ほぼ同じくし、固定弁座91の有効断面積A2を上記釣
合室C40の開口断面積B2とほぼ同じくして、可動弁
92に負荷される上方からの空気圧と、下方からの空気
圧とをほぼバラスンさせているとともに、ソレノイド9
4の可動鉄心94aの上下に周囲室97を形成し、これ
ら各周囲室97を、押し棒93及び可動鉄心94aの中
空部を通して連通させることにより、可動鉄心94aに
負荷される上方からの空気圧と、下方からの空気圧とを
バランスさせており、上記可動弁92及び可動鉄心94
aに負荷される空気圧のアンバランスに起因して、当該
可動弁92や可動鉄心94aを移動させるのに必要な電
磁吸引力が変動して、制御動作が不安定となるのを防止
している。
【0007】従来の三位置電磁弁は、以上の通りの構成
であり、連通、遮断、排出の三位置を有するため、上記
従来技術公報に示されるように、鉄道車両用ブレーキ装
置の滑走防止弁として使用することができる。ところ
で、鉄道車両用ブレーキ装置は、フェイルセーフの観点
から、故障時に圧力流体源とブレーキシリンダ側とを連
通させる機能が必要とされており、この三位置電磁弁を
鉄道車両用ブレーキ装置に組み込む場合にも、上記の機
能を満たす必要がある。従って、従来技術公報の第4図
に示すように、従来の三位置電磁弁を圧力流体源[制御
弁(CV)]とブレーキシリンダとの間に直列接続させ
て用いる場合には、この三位置電磁弁を消磁状態で連通
位置となる型式(以下これを「常開型」という)として
組み込む必要があり、また、従来技術公報の第5図に示
すように、従来の三位置電磁弁を圧力流体源とブレーキ
シリンダとの間に並列接続させて用いる場合には、この
三位置電磁弁を消磁状態で排出位置となる型式(以下こ
れを「常閉型」という)として組み込むことが必要とな
る。
【0008】しかしながら、上記三位置電磁弁を常開型
として用いた場合には、ソレノイド94の可動鉄心94
aの移動をガイドするガイド筒体94bに作動圧が負荷
される状態になるため、この作動圧によりガイド筒体9
4bが歪んで可動鉄心94aの摺動抵抗が増大し、その
応答性を低下させるという問題が生じていた。これを防
止するためには、ガイド筒体94bの肉厚を、作動圧に
耐え得るものとすることが必要となるが、この場合、従
来品と同じ励磁電流で同じ電磁吸引力を得ようとする
と、ガイド筒体94bの肉厚増加分だけソレノイド94
のコイル径が大きくなり、その結果、コイル長が長くな
ってコイルの抵抗を増大させることになる。
【0009】一方、鉄道車両用ブレーキ装置において
は、小型軽量化の観点から、従来の制御弁(CV)を廃
止し、滑走制御弁として使用される三位置電磁弁に、制
御弁機能を付加させることが計画されている。従来の制
御弁(CV)は、指令値(圧)に基づき、圧力流体源の
流体圧力を給排してブレーキ圧力を出力するものである
から、これを連通、遮断、排出の3位置を有する三位置
電磁弁に置き換えることは可能である。この制御弁(C
V)を三位置電磁弁に置き換えた場合には、圧力流体源
とブレーキシリンダとの間に直列接続されることにな
り、当該三位置電磁弁は、常開型として使用されること
となる。
【0010】このように制御弁(CV)に置き換えて三
位置電磁弁を用いる構成とすると、ブレーキ装置の不使
用時(通常走行時)には、ブレーキシリンダ内のブレー
キ圧を排出させるため、ソレノイドを通電状態として排
出位置に保持させる必要がある。この通電状態を維持す
る時間は、ブレーキ装置の使用時間に比較して長いの
で、その間、ソレノイドに負担が生じることとなる。従
って、上記の使用形態において、従来の三位置電磁弁を
常開型として使用するため、ガイド筒体94bを厚肉の
ものとすると、コイル抵抗が増大することから、さらに
その分ソレノイド94の負担が増大し、その結果、常閉
型として使用した場合に比し、ソレノイド94の耐久性
が著しく劣ってしまうという問題があった。そこでこの
発明は、ガイド筒体に作動圧を負荷させることがなく、
常開型として使用できる三位置電磁弁を提供するもので
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の三位置電磁弁
は、ケーシング内に、一次側に連通する第1室と、二次
側に連通する第2室と、排出側に連通する第3室とを形
成し、第1室と第2室とを連通させるとともに第3室を
遮断する連通位置、前記各室を遮断する遮断位置、第1
室を遮断し第2室と第3室とを連通させる排出位置の各
位置をとる三位置電磁弁において、前記第1室と第2室
との間に配置された固定弁座と、前記第1室内に気密摺
動自在に配置され、前記固定弁座に着座する可動弁と、
一端をソレノイドの可動鉄心に接続し、他端を前記可動
弁を貫通させて前記第2室側に臨ませるとともに、一端
側と他端側とを連通する連絡孔を有する押し棒と、この
押し棒に接続されるとともに、前記第2室と第3室との
間に気密摺動自在に嵌入される中空状の可動子と、この
可動子の押し棒側端部に前記可動弁と相対向して設けら
れ、前記固定弁座の内側を挿通可能な可動弁座と、前記
押し棒又は可動子に形成され、排出位置において上記第
2室を可動子の内部を通して第3室に連通させる連通部
と、前記可動弁を固定弁座及び可動弁座方向に付勢する
第1ばねと、前記可動子及び押し棒を、前記第1ばねの
付勢力よりも大きい付勢力で、前記第1ばねの付勢力に
抗する方向に付勢する第2ばねと、を備えることを特徴
とする。
【0012】上記の構成の三位置電磁弁によれば、ソレ
ノイドを消磁した状態で、可動子及び押し棒を、第2ば
ねによって第1ばねの付勢力に抗する方向に付勢して、
上記固定弁座から可動弁を離反させ、且つ可動弁座を可
動弁に着座させておくことができる。即ち、第1室と第
2室とが連通され、第3室が遮断された連通位置をとる
ことができる。この結果、一次側から二次側に作動圧を
供給することができるが、この際、第3室が遮断されて
いるので、ソレノイドの可動鉄心の摺動をガイドするガ
イド筒体に、押し棒の連絡孔及び可動子の内部を通して
作動圧が負荷されるのを防止することができる。
【0013】次に、第1ばねの付勢力と第2ばねの付勢
力との差に相当する電磁吸引力を生じる電流値でもっ
て、上記ソレノイドを励磁させると、当該ソレノイドの
電磁吸引力を、押し棒を介して可動子に負荷することが
できる。この結果、上記ソレノイドの電磁吸引力と第1
ばねの付勢力との合成付勢力によって、上記可動子及び
可動弁を第2ばねの付勢力に抗して移動させることがで
き、この移動に伴って、上記可動弁を固定弁座に着座さ
せることができる。そして、この着座と同時に、上記第
2ばねの付勢力とソレノイドの電磁吸引力とが釣り合っ
て、上記可動子は、可動弁との着座状態を維持したま
ま、上記移動が停止される。従って、第1室、第2室及
び第3室がそれぞれ遮断された遮断位置をとることがで
きる。
【0014】さらに、例えば上記遮断位置において、第
2ばねの付勢力を超える電磁吸引力を生じる電流値でも
って、上記ソレノイドを励磁させると、当該ソレノイド
の電磁吸引力によって、上記可動子を押し棒を介して第
2ばねの付勢力に抗して移動させることができ、これに
よって、上記可動弁座を固定弁から引き離すことができ
る。この結果、上記連通部と可動子の内部とを通して、
第2室と第3室とを連通させることができる。従って、
上記第2室と第3室とが連通され、第1室が遮断された
排気位置をとることができる。なお、この発明におい
て、ソレノイドを消磁した状態とは、ソレノイドの電磁
吸引力が第2ばねの付勢力未満となる小電流でもって励
磁した状態をも含む概念である。
【0015】上記の構成の三位置電磁弁においては、上
記可動弁の気密摺動部径及び有効弁座径、可動子の気密
摺動部径、並びに固定弁座の有効弁座径をほぼ近似させ
ておくのが好ましく、この場合には、可動弁及び可動子
に負荷される流体圧を、その一端側と他端側とにおいて
それぞれバランスさせることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら詳述する。図1は、この発
明の三位置電磁弁の一つの実施の形態を示す断面図であ
り、図2はその要部拡大断面図である。この三位置電磁
弁は、第1ポートP1に連通する第1室C1、第2ポー
トP2に連通する第2室C2、及び第3ポートP3に連
通する第3室C3を順次形成したケーシング1と、上記
第1室C1と第2室との間に配置された固定弁座2と、
上端部に可動弁座31を一体形成した中空の可動子3
と、この可動子3を押圧移動させるためのソレノイド4
及び押し棒5と、着座面61が固定弁座2及び可動弁座
31に対向した状態で上記第1室C1に設けられた可動
弁6と、この可動弁6を、固定弁座2及び可動弁座31
方向に付勢する第1ばねSP1と、上記可動子3及び押
し棒5を、上記第1ばねSP1の付勢力に抗する方向に
付勢する第2ばねSP2とによって主要部が構成されて
いる。なお、上記第1ポートP1は一次側(圧力流体源
側)に連通され、第2ポートP2は二次側(アクチュエ
ータ側)に連通され、第3ポートP3は排気側(大気
側)に連通されている。
【0017】上記ケーシング1の内部には、互いに内径
の異なる第1孔11、第2孔12及び第3孔13が、同
芯状にて上から下に向かってこの順に形成されている。
上記第1室C1は、第1孔11に嵌入された環状の第1
中間体14の内空部によって構成されており、当該第1
室C1は、上記第1中間体14の周壁に形成された複数
個の貫通孔14aを通して第1ポートP1に連通されて
いる。また、上記第2室C2は、第2孔12に嵌入され
た中空の第2中間体15の内空部の上部と、上記可動子
3との間で構成されており、当該第2室C2は、上記第
2中間体15の周壁に形成された複数個の貫通孔15a
を通して第2ポートP2に連通されている。さらに、上
記第3室C3は、上記第2中間体15の内空部の下部及
び第3孔13によって構成されている。なお、上記第1
孔11と第1中間体14との間は、両者間に介在された
Oリングからなる第1シールO1によって密封されお
り、第2孔12と第2中間体15との間は、両者間に介
在されたOリングからなる第2シールO2及び第3シー
ルO3によって密封されている。
【0018】固定弁座2は、上記第2中間体15の上端
部に一体形成されている。この固定弁座2は、上端に向
かって漸次縮径されたテーパリング状のものであり、そ
の上端側が中心方向へ突出している。可動子3は、外周
上部が縮径された筒状のものであり、その中空部33
は、下部側が拡径した段付き形状に形成されている。こ
の可動子3の外周下部は、第1軸シールS1によって気
密性を維持した状態で、上記第2中間体15の、第2室
C2と第3室C3との間の内周部に対して摺動自在に嵌
入されており、その下方への移動に伴って、上記可動弁
座31を、可動弁6の着座面61に着座させた状態か
ら、固定弁座2の内側を通過させて、第2室C2まで移
動させる得るようになっている。また、上記可動弁座3
1は、上端に向かって漸次拡径された花弁状のものであ
り、その上端側が、上記固定弁座2側に突出している。
【0019】ソレノイド4は、上記ケーシング1の上面
に対して、各室C1,C2,C3と同芯に取り付けられ
ている。このソレノイド4の可動鉄心41の内周下部に
は、上記押し棒5の上端部が嵌入されているとともに、
当該ソレノイド4の固定鉄心42の内周には、上記押し
棒5の途中部が摺動自在に挿通されている。また、上記
固定鉄心42の下端面は、上記第1中間体14の上面に
当接されており、両者間は、上記第1シールO1によっ
て密封されている。上記可動鉄心41は、ガイド筒体4
6によって摺動がガイドされているとともに、その下端
部の内周側には、先細り形状の環状突起41aが形成さ
れている。この環状突起41aは、可動鉄心41の変位
によるソレノイド4の電磁吸引力の急激な変動を抑制し
て、当該可動鉄心41の変位量と電磁吸引力との変位量
とを比例させるものである。さらに、上記可動鉄心41
の上下には、当該可動鉄心41に負荷される流体圧をバ
ランスさせるための周囲室43が形成されている。な
お、上部の周囲室43は、カバー45に取り付けられた
ストッパ44によって閉塞されている。
【0020】上記押し棒5は、その内部に上端部側と下
端部側とを連通する連絡孔52を有するものであり、そ
の下端部は、上記可動弁6の内部を摺動自在に挿通した
状態で、可動子3の内周上部に嵌入されている。また、
上記押し棒5の下端部近傍には、その外周側と内周側と
を連通するための連通部としての連通孔51が形成され
ている。そして、上記ソレノイド4の上部の周囲室43
と第3室C3とは、上記可動鉄心41の中空部、押し棒
5の連絡孔52、及び可動子3の中空部31を通して連
通されている。
【0021】可動弁6は、短筒状の支持体62の下面
に、ゴム等の弾性部材からなる平坦な環状部材63を貼
着し、この環状部材63の下面を、上記固定弁座2及び
可動弁座31に対する着座面61として構成したもので
ある。上記支持体62の上部外周は、第1中間体14と
の間に介在された第2軸シールS2によって気密性を確
保した状態で、当該第1中間体14の内周に対して摺動
自在に嵌入されており、これによって、上記可動弁6の
着座面61を、固定弁座2に対して接離可能にしてい
る。
【0022】上記可動弁6の気密摺動部径(支持体62
の第1中間体14に嵌入された部分の外径)A、着座面
61の有効弁座径(可動弁座31に接する部分の直径)
D、可動子3の気密摺動部径(第2中間体15に嵌入さ
れた部分の外径)B、及び固定弁座2の有効弁座径(可
動弁6に接する部分の直径)Cは、ほぼ近似するように
設定されており、これによって、上記可動弁6及び可動
子3の上下面に負荷される流体圧をバランスさせるよう
にしている。従って、上記流体圧のアンバランスに起因
して、可動弁6や可動子3を移動させるのに必要な電磁
吸引力が変動し、制御動作が不安定となるのを防止する
ことができる。
【0023】第1ばねSP1は、圧縮コイルばねからな
るものであり、その上部側が、押し棒5とソレノイド4
の固定鉄心42との間の隙間に導入され、下部側が押し
棒5と可動弁6の支持体62との間の隙間に導入された
状態で、上記固定鉄心42と支持体62との間に張り詰
められている。このため、可動子3が下方へ移動する
と、その付勢力によって、可動弁6を当該可動子3に同
行させることができるとともに、最終的に可動弁6の着
座面61を固定弁座2に着座させることができる。
【0024】第2ばねSP2は、圧縮コイルばねからな
るものであり、その上部側が、可動子3の内周下部に導
入され、下部側がケーシング1の第3孔13に導入され
た状態で、上記可動子3と第3孔13の底部との間に張
り詰められている。この第2ばねSP2の付勢力は、第
1ばねSP1の付勢力よりも大きくなるように設定され
ており、これによって、上記可動弁6は、ソレノイド4
が励磁されていない自由状態において、第2ばねSP2
の付勢力によって、可動子3を介して押し上げられて、
固定弁座2から離反した状態に維持される。
【0025】以上の構成であれば、ソレノイド4を消磁
した状態において、第2ばねSP2の付勢力によって、
可動子3及び押し棒5を、第1ばねSP1の付勢力に抗
して押し上げて、上記固定弁座2から可動弁座31を離
反させ、且つ可動弁座31を可動弁6の着座面61に着
座させておくことができる。このため、第1室C1と第
2室C2とが連通され、第3室C3が上記可動弁座31
と可動弁6とによって遮断された連通位置をとることが
できる(図1参照)。ここに、上記第1ポートP1が圧
力流体源側に連通され、第2ポートP2がアクチュエー
タ側に連通されているので、上記第2ポートP2を通し
てアクチュエータに作動圧を負荷することができる。
【0026】この際、ソレノイド4の可動鉄心41の摺
動をガイドするガイド筒体46には作動圧が作用しない
ので、当該作動圧によってガイド筒体46が歪むのを防
止することができ、上記ガイド筒体46の歪みに起因し
て、可動鉄心41の摺動抵抗が増大し、ソレノイド4の
応答性が低下するのを防止することができる。また、上
記消磁状態で作動圧が長時間負荷されることによって、
ソレノイド4の耐久性が低下するのも防止することがで
きる。従って、上記三位置電磁弁は、空気圧が使用さ
れ、大きな流量を必要とする鉄道車両用のブレーキ装置
の常開型制御弁として特に好適に使用することができ
る。しかも、上記連通位置においては、ソレノイド4の
上部の周囲室43を閉塞するストッパ44に対しても、
作動圧が作用しないので、当該ストッパ44の肉厚を厚
くして強度を高める必要がなく、その分、ソレノイド4
の軽量化を図ることもできる。
【0027】一方、第1ばねSP1の付勢力と第2ばね
SP2付勢力との差に相当する電磁吸引力を生じる電流
値(第1電流値)でもって、上記ソレノイド4を励磁さ
せると、当該ソレノイド4の電磁吸引力を、押し棒5を
介して可動子3に負荷することができる。この結果、上
記ソレノイド4の電磁吸引力と第1ばねSP1の付勢力
との合成付勢力によって、上記可動子3及び可動弁6
を、第2ばねSP2の付勢力に抗して移動させて、当該
可動弁6の着座面61を固定弁座2に着座させることが
できる。そして、この着座と同時に、上記第2ばねSP
2の付勢力とソレノイド4の電磁吸引力とが釣り合っ
て、上記可動子3の移動が停止される。この際、第2ば
ねSP2の付勢力によって、可動弁6に対する可動弁座
31の着座状態が維持される。従って、第1室C1、第
2室C2及び第3室C3がそれぞれ遮断された遮断位置
をとることができる(図3参照)。
【0028】さらに、例えば上記遮断位置に切り換えた
状態で、第2ばねSP2の付勢力を超える電磁吸引力を
生じる電流値(第2電流値)でもって、上記ソレノイド
4を励磁させると、当該ソレノイド4の電磁吸引力によ
って、上記可動子3を押し棒5を介してさらに押し下げ
ることができ、これによって、上記可動弁座31を固定
弁6の着座面61から引き離すことができる。この結
果、上記押し棒5の下端部近傍に設けられた連通孔51
を通して、上記第2室C2と可動子3の中空部33とを
連通させることができる。従って、第2室C2と第3室
C3とが連通され、第1室C1が遮断された排気位置を
とることができる(図4参照)。このため、第1ポート
P1を通して一旦アクチュエータに供給した空気を、第
3ポートP3を通して排気することができる。
【0029】なお、上記排気位置において、第2室C2
と第3室C3とを連通させるための連通部については、
上記押し棒5の下端部近傍の連通孔51で構成する場合
のほか、図5に示すように、可動子3の上端面から押し
棒5の外周に沿って可動子3の内周に至る複数条の連通
溝32によって構成したり、上記連通溝32と連通孔5
1の双方で構成したりすることが可能である。さらに、
押し棒5と可動子3とを互いに同行移動可能に連結して
おけば、第2ばねSP2を、押し棒5の途中部に設ける
ことも可能である(図6参照)。この他、この発明の三
位置電磁弁は、押し棒5と可動子3とを一体形成する
等、種々の設計変更を施すことができる。
【0030】
【発明の効果】以上のように、この発明の三位置電磁弁
によれば、ソレノイドが非通電状態で連通位置をとり、
この連通位置において、ソレノイドの可動鉄心の摺動を
ガイドするガイド筒体に作動圧が負荷されないので、ガ
イド筒体が当該作動圧によって歪んで、電磁弁の応答性
が低下したり、長時間作動圧が負荷されることによって
ソレノイドの耐久性が低下したりするのを防止すること
ができる。このため、常開型の三位置電磁弁として好適
なものを提供することができる。
【0031】また、上記可動弁の気密摺動部径及び有効
弁座径、可動子の気密摺動部径、並びに固定弁座の有効
弁座径をほぼ近似させている場合には、押し棒、可動
弁、及び可動子に負荷される流体圧を、その一端側と他
端側とにおいてそれぞれバランスさせることができるの
で、上記負荷される流体圧のアンバランスに起因して、
可動弁や可動子を移動させるのに必要な電磁吸引力が変
動し、制御動作が不安定となるのを防止することができ
るという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の三位置電磁弁の一つの実施の形態を
示す断面図である。
【図2】連通位置をとった状態を示す要部拡大断面図で
ある。
【図3】遮断位置をとった状態を示す要部断面図であ
る。
【図4】排気位置をとった状態を示す要部断面図であ
る。
【図5】他の実施の形態を示す要部断面図である。
【図6】さらに他の実施の形態を示す要部断面図であ
る。
【図7】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 2 固定弁座 3 可動子 31 可動弁座 32 連通溝(連通部) 4 ソレノイド 41 可動鉄心 5 押し棒 51 連通孔(連通部) 52 連絡孔 6 可動弁 61 着座面 65 受圧部 C1 第1室 C2 第2室 C3 第3室 SP1 第1ばね SP2 第2ばね

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケーシング内に、一次側に連通する第1室
    と、二次側に連通する第2室と、排出側に連通する第3
    室とを形成し、第1室と第2室とを連通させるとともに
    第3室を遮断する連通位置、前記各室を遮断する遮断位
    置、第1室を遮断し第2室と第3室とを連通させる排出
    位置の各位置をとる三位置電磁弁において、 前記第1室と第2室との間に配置された固定弁座と、 前記第1室内に気密摺動自在に配置され、前記固定弁座
    に着座する可動弁と、 一端をソレノイドの可動鉄心に接続し、他端を前記可動
    弁を貫通させて前記第2室側に臨ませるとともに、一端
    側と他端側とを連通する連絡孔を有する押し棒と、 この押し棒に接続されるとともに、前記第2室と第3室
    との間に気密摺動自在に嵌入される中空状の可動子と、 この可動子の押し棒側端部に前記可動弁と相対向して設
    けられ、前記固定弁座の内側を挿通可能な可動弁座と、 前記押し棒又は可動子に形成され、排出位置において上
    記第2室を可動子の内部を通して第3室に連通させる連
    通部と、 前記可動弁を固定弁座及び可動弁座方向に付勢する第1
    ばねと、 前記可動子及び押し棒を、前記第1ばねの付勢力よりも
    大きい付勢力で、前記第1ばねの付勢力に抗する方向に
    付勢する第2ばねと、を備えることを特徴とする三位置
    電磁弁。
  2. 【請求項2】前記可動弁の気密摺動部径及び有効弁座
    径、可動子の気密摺動部径、並びに固定弁座の有効弁座
    径をほぼ近似させている請求項1記載の三位置電磁弁。
JP8053866A 1996-02-15 1996-02-15 三位置電磁弁 Pending JPH09222180A (ja)

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