JPS5831008Y2 - 電磁制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電磁制御弁に関し、更に詳しくは、ソレノイ
ドへの通電量に比例してスプールを変位させることによ
り３ポート弁における各ポート間の開口量をアナログ制
御するようにした電磁制御弁に関するものである。

例えば、特公昭４７−３４１４号公報に記載されている
ように、直流ソレノイドにおける誘導鉄心に固定鉄心に
よる吸引力とスプリングによる復帰力とを対向状に作用
させ、この誘導鉄心をソレノイドへの励磁電流に比例し
てストロークさせることにより、該鉄心と連動するスプ
ールによって圧油の流量制御を行うようにした流量制御
弁は公知である。

しかしながら、上記流量制御弁は、圧油の入口と出口と
の間の流路の開口量を制御する２ポート弁であるため、
これを用いてシリンダの制御を行おうとする場合には供
給流量筐たは排出流量のいずれか一方しか流量制御する
ことができない。

その両方を制御しようとすれば、２つの流量制御弁が必
要であり、しかも、複動シリンダのヘッド側及びロンド
側の両方に釦いて供給流量と排出流量とを制御する場合
には、全部で４ケの流量制御弁を連動させて使用しなけ
ればならない。

本考案は、１つのソレノイドにおける電流制御を行うだ
けで、供給側と排出側とにおける２つの流路の開口量を
それぞれアナログ制御することのできる電磁制御弁の提
供を目的とするものである。

上記目的を達成するため、本考案の電磁制御弁は、上記
主弁部を、中間位置を境にしたスプールの正逆方向への
変位によって出力ポートが供給ポートと排出ポートとに
それぞれ連通ずる３ポート弁として構成すると共に、上
記ソレノイド部を、上記可動鉄心と固定鉄心との吸着距
離をブツシュにより規制して、該可動鉄心のストローク
を吸引力がソレノイドへの通電量にほぼ比例する範囲内
に設定し、その通電量に応じた吸引力と上記復帰力とが
バランスする位置に可動鉄心を変位させて上記各ポート
間に形成される２つの流路の開口量を制御するものとし
て構成される。

上記構成を有する電磁制御弁において、ンレノイドに通
電すれば、可動鉄心と固定鉄心との間に通電量に比例し
た吸引力が作用し、該可動鉄心は上記吸引力と復帰機構
における復帰力とがバランスする位置まで移動して停止
し、これに伴うスプールの移動により出力ポートと供給
ポート及び排出ポートとの間の流路の開口量が通電量に
比例してそれぞれアナログ制御される。

即ち、ソレノイドへある大きさの電流を供給した場合、
可動鉄心即ちスプールは出力ポートと供給ポート間及び
出力ポートと排出ポート間の２つの流路な共に閉塞した
中間位置をとるが、この状態から通電量を増大させてい
くと、スプールの変位により上記２つの流路の一方が開
口してその開口量が通電量に比例するものとして制御さ
れ、逆に通電量を減少させていくと、スプールの逆方向
への変位によって他方の流路が開口してその開口量が通
電量に比例するものとして制御される。

本考案によれば、次のような特有の効果を生じる。

即ち、供給側及び排出側の２つの流路の開口量を１つの
ソレノイドにおける電流制御によってそれぞれアナログ
制御することができるので、従来の２ポート弁を２個連
動させて使用する場合と同等の機能を発揮させることが
できる。

以下、本考案を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
に、第１図に示す電磁制御弁において、１は弁部、２は
ソレノイド部で、該弁部１における弁本体３は、流体の
供給ポート４、出力ポート５及び排出ポート６を備え、
該弁本体３の内部には、上記各ポー）４，５．６に通じ
る供給量ロア、出力開口８及び排出開口９を備えたスリ
ーブ１０を内設し、該スリーブ１０内に、上記供給量ロ
ア及び排出開口９を開閉して、供給ポート４から出力ポ
ート５に至る流路と、出力ポート５から排出ポート６に
至る流路とを切換えると共にそれらの開口量を制御する
スプール１１を摺動自在に嵌挿している。

上記スプール１１は、その一端部をソレノイド部２にお
いてソレノイド１２への通電にヨリ駆動される可動鉄心
１３に連結し、他端部に復帰ばね１４を用いた上方への
復帰機構を備えている。

上記ソレノイド部２は、スプール１１の一端の軸杆１５
をソレノイド１２への通電により固定鉄心１６に吸着さ
れる可動鉄心１３に連結してなり、また上記復帰機構は
スプール１１の他端に穿設したばね座式１７と弁本体３
に螺合したニードルねじ１８との間に復帰ばね１４を縮
設して構成される。

なお、上記復帰ばね１４の付勢力は、ニードルねじ１８
の弁本体３に対するねじ込み量を変えることにより調節
可能である。

捷た、可動鉄心１３の固定鉄心１６に対する吸着距離を
規制するため、固定鉄心１６における可動鉄心１３との
対向面にブツシュ１９を付設し、これによって可動鉄心
１３０ストロークを固定鉄心１６に対する吸引力がソレ
ノイド１２への通電量にほぼ比例する範囲内に設定し、
その通電量に応じた吸引力と上記復帰ばね１４の復帰力
とがバランスする位置に可動鉄心１３即ちスプール１１
を変位させて、上記各ポー）４，５．６間の開口量を制
御可能に構成している。

なお、図中、２０はスプール１１の復帰位置を規制する
ストッパ、２１はばねである。

次に上記構成を有する電磁制御弁の作用について説明す
る。

第１図は、ソレノイド１２への非通電状態を示し、スプ
ール１１は復帰ばね１４の付勢力により弁本体３内のス
トッパ２０に押付けられ、供給量ロアが閉塞し、出力開
口８及び排出開口９が開口して、出力ポート５と排出ポ
ート６が連通した状態にある。

今、ソレノイド１２へ通電すると、可動鉄心１３と固定
鉄心１６との間にその通電量に比例した吸引力が作用し
、該可動鉄心１３は上記吸引力と復帰ばね１４の付勢力
とがバランスする位置芽で移動して停止し、これに伴う
スプール１１の移動により排出開口９が通電量に対応し
た開口量に設定され、ソレノイド１２への通電量がさら
に大きい場合には、可動鉄心１３がさらに移動して供給
量ロアと排出開口９とが共に閉塞された状態となり、或
いは供給量ロアが通電量に応じた開口量に設定されて流
体が供給ポート４から出力ポート５に流入し、さらに通
電量を増加すれば、スプール１１は可動鉄心１３がブツ
シュ１９へ押当する昔で移動し、供給量ロア及び出力開
口８が完全に開放して排出開口９が閉塞した状態となる
。

昔た、ソレノイド１２への通電量を変化させれば、その
通電量に応じて可動鉄心１３が移動し、通電を完全に遮
断すれば第１図に示す原位置に復帰する。

第２図は、可動鉄心１３のストロークと吸引力との関係
を、ソレノイド１２における電流値をパラメータとして
表わしたものである。

同図に示すように、■１の範囲内においては、可動鉄心
１３が固定鉄心１６に近づくに従って吸引力が急激に増
大するが、１２の範囲内においては、ストロークに拘わ
らず吸引力が電流値によりほぼ一定の値をとるため、電
流値と吸引力とがほぼ比例する。

これに基づいて、本考案ｌ／′ｉ１２の範囲のストロー
クを利用するものであり、前記ブツシュ１９及びストッ
パ２０は、可動鉄心１３のストロークを１゜の範囲内に
設定するものである。

第３図は、ソレノイド１２への電流値と各ポー）４，５
．６間の流体の流量との関係を示したもので、実線は出
力ポートから排出ポートへの流れを、点線は供給ポート
から出力ポートへの流れを示し、その流量特性は、ニー
ドルねじ１８の回転調節或いは復帰ばね１４の交換によ
って広範囲に変化させる（バイアスをかける、スパン変
更する）ことができる。

なお、上記各ポートとスプールランドとの相対位置な適
尚に設定することにより、該電磁制御弁による制御対象
に応じたオーバーラツプ構造昔たはアンダーラップ構造
とすることができる。

第４図及び第５図は、それぞれ上記電磁制御弁を用いた
空気圧回路例を示し、両図において。

２２は上記電磁制御弁、２３は空気供給源、２４は単動
シリンダ、２５は複動シリンダを示す。

第６図は、上記空気圧回路におけるシリンダの応答制御
例を示すもので、ピストンの動作をソレノイド１２に対
する電流の制御によって、同図に実線、点線等で示すよ
うに任意の態様に制御することができる。

捷た、上記実施例では、スプール１１を駆動するための
手段としてソレノイド部２を設けると共に復帰機構とし
て復帰ばね１４を配設し、可動鉄心１３に作用する吸引
力と復帰ばね１４の付勢力とのバランスによりスプール
１１のストロークを設定しているが、復帰機構として上
記復帰ばね１４に代えて新たなソレノイド部を配設し、
弁部１を挾む一対のソレノイド部の吸引力のバランスに
よってスプール１１の位置を設定することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るＷ制御弁の断面図、第２図はソレ
ノイドにおける可動鉄心のストロークと吸引力との関係
を示す線図、第３図はソレノイドにおける電流値と流体
の流量との関係を示す線図、第４図及び第５図はそれぞ
れ本考案の電磁制御弁を用いた空気圧回路図、第６図は
それによるシリンダの応答制御例を示す線図である。 ３・・・・・・弁本体、４・・・・・・供給ポート、５
・・・・・・出力ポート、６・・・・・・排出ポート、
１１・・・・・・スプール、１２・・・・・・ソレノイ
ド、１３・・・・・・可動鉄心、１６・・・・・・固定
鉄心、１９・・・・・・ブツシュ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体が流通する複数のポートを備えた弁本体内に各ポー
   ト間の流路を切換えるスプールを嵌挿した主弁部と、該
   スプールの一端部に固定鉄心に吸引される可動鉄心によ
   り駆動力を作用させるソレノイド部と、該スプールの他
   端部に復帰力を作用させる復帰機構とを備えたものにお
   いて、上記主弁部な、中間位置を境にしたスプールの正
   逆方向への変位によって出力ポートが供給ポートと排出
   ポートとにそれぞれ連通ずる３ポート弁として構成する
   と共に、上記ソレノイド部を、上記可動鉄心と固定鉄心
   との吸着距離をブツシュにより規制して、該可動鉄心の
   ストロークを吸引力がソレノイドへの通電量にほぼ比例
   する範囲内に設定し、その通電量に応じた吸引力と上記
   復帰力とがバランスする位置に可動鉄心を変位させて上
   記各ポート間に形成される２つの流路の開口量を制御す
   るものとして構成した電磁制御弁。