JP2001227670A - ソレノイド駆動パイロット弁 - Google Patents
ソレノイド駆動パイロット弁Info
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Abstract
異物による摺動性悪化が防止されるソレノイド駆動パイ
ロット弁を提供することを目的とする。 【解決手段】 スリーブ16内にコア22とプランジャ
17とを嵌挿し、プランジャ17にボール19を固着し
たシャフト18を嵌挿し、シャフト18はプランジャ1
7内に配置したスプリング20によってプランジャ17
のコア22側端面より所定長突出される。電磁コイル1
5の非通電時は、ボール19がスプリング20によりパ
イロット弁座9から離され、通電時は、プランジャ17
がコア22に吸着しプランジャ17から押し出されたボ
ール19でパイロット弁座9を閉塞し、導入圧力で主弁
5が閉弁する。プランジャ17の摺動部を流体が通るこ
とがないため、異物によりプランジャの摺動性悪化が防
止され、ボール19がパイロット弁の垂直度に対するシ
ール性を向上させる。
Description
ロット弁に関し、特に主弁に形成されたパイロット孔を
ソレノイドに磁気連結されたパイロット弁で開閉させる
ことにより主弁をパイロット作動により開閉駆動するよ
うにしたノーマルオープンタイプのソレノイド駆動パイ
ロット弁に関する。
高圧側流路と低圧側流路との間の連通路に形成された弁
座に高圧側から対向して主弁が配置され、弁座から見て
主弁の裏側にあたる位置に形成された調圧室が、主弁に
形成されたパイロット孔を通じて低圧側流路と連通する
と共にリーク路を通じて高圧側流路と連通し、電磁コイ
ルから発生する磁力によって軸線方向に進退駆動される
可動鉄芯に連結されたパイロット弁によってパイロット
孔を調圧室側から開閉させて、主弁をパイロット作動に
より開閉駆動するようになっている。
しては、ソレノイドが通電されていないときに、主弁が
閉じているタイプと開いているタイプとがある。ソレノ
イドの非通電時に主弁が開いているノーマルオープンタ
イプのソレノイド駆動パイロット弁として、本出願人に
よるたとえば特開平11−230398号公報に見るこ
とができる。
のソレノイド駆動パイロット弁によれば、弁座に対向し
て環状に形成された主弁が主弁保持筒に固着されてい
て、その主弁保持筒に固定鉄芯が一体的に連結され、固
定鉄芯は主弁と共に移動するようにスリーブ内に軸線方
向に進退自在に嵌挿配置されている。その固定鉄芯は、
その軸線位置にパイロット孔が貫通形成されており、そ
の一端側はスリーブ内に開口して調圧室内と直接連通
し、他端側は低圧側流路と直接連通されている。また、
主弁から見て固定鉄芯の後方位置に可動鉄芯がスリーブ
内に軸線方向に進退自在に嵌挿配置されており、固定鉄
芯のパイロット孔の開口と対向する端面にパイロット弁
が取り付けられている。そして、可動鉄芯および固定鉄
芯は、コイルスプリングによって互いに係止されてい
て、可動鉄芯に電磁力が作用しない非通電状態において
は、可動鉄芯と固定鉄芯との間の間隔がコイルスプリン
グの自然長によって所定長に保持されている。
れると、その流体は主弁保持筒に設けられたリーク孔を
介して調圧室に入り、さらに、調圧室から固定鉄芯とス
リーブとの間の隙間を通り、固定鉄芯のパイロット孔を
通って低圧側流路へ流れるようになる。これにより、流
体は調圧室に止まることができないため、主弁は供給さ
れる流体の一次圧によって上方に押し上げられ、開弁す
る。
可動鉄芯は固定鉄芯に吸着されることにより、パイロッ
ト弁がパイロット孔を閉塞する。これにより、リーク孔
を通じて高圧側流路側から調圧室内に漏入する流体によ
って調圧室内が高圧になり、低圧側流路側との差圧によ
って主弁保持筒が弁座側に移動し、主弁が弁座に押し付
けられて閉弁状態で静止する。
と、スリーブ内ではコイルスプリングの付勢力によって
可動鉄芯を固定鉄芯から所定間隔だけ離れた位置に戻
す。これにより、パイロット孔が低圧側流と連通するの
で、調圧室内が低圧になり、主弁保持筒に作用する高圧
側流路側の圧力(調圧室内との差圧)により、主弁が弁
座から離れる方向に主弁保持筒が移動し、開弁状態にな
る。
が取り付けられているが、高圧側流路に高圧が導入され
ている状態で主弁が急開弁すると、その主弁と弁体との
隙間に入り込んだ圧力により弁体が変形して主弁から脱
落することがある。それを防ぐために、主弁に圧力逃し
孔を穿設し、主弁と弁体との隙間に入り込んだ圧力を圧
力逃し孔を介して逃してやることで、圧力による弁体の
変形を防ぎ、主弁からの脱落を防止するようにしてい
る。
ようなノーマルオープンタイプのソレノイド駆動パイロ
ット弁では、主弁保持筒と固定鉄芯とが一体的に連結さ
れ、主弁保持筒はシリンダ孔内を、固定鉄芯はスリーブ
内をそれぞれ摺動する構成になっているため、主弁保持
筒および固定鉄芯が同心ずれを起こした場合、弁動作が
スムーズに行われなくなるという問題点があった。ま
た、スリーブ内に嵌挿された固定鉄芯が傾いたり同心ず
れを起こした場合には、パイロット弁が閉弁状態にある
とき可動鉄芯側に設けられた弁体との合わせ面が全周で
同じように密着されなくなり、内部漏れの原因になる。
介して調圧室に入った流体は、調圧室から固定鉄芯とス
リーブとの間の隙間を通り、固定鉄芯のパイロット孔を
通って低圧側流路へ流れる構成であるため、流体が固定
鉄芯の摺動部である、固定鉄芯とスリーブとの間の隙間
を通ることになる。このため、流体に異物が含まれてい
た場合、異物が固定鉄芯とスリーブとの間の隙間に入り
込んで可動鉄芯が作動不良になるという問題点があっ
た。
作時に弁体が主弁から脱落するのを防止するため、主弁
には、圧力逃し孔のための穴あけ加工が必要であった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、パ
イロット弁の同心ずれによる作動性悪化が防止され、異
物による摺動性悪化が防止され、圧力逃し孔のための穴
あけ加工が不要なソレノイド駆動パイロット弁を提供す
ることを目的とする。
決するために、高圧側流路と低圧側流路との間の連通路
に形成された弁座に高圧側から対向して進退自在に主弁
が配置され、前記高圧側流路から前記弁座から見て前記
主弁の裏側部分に形成された調圧室および前記主弁に形
成されたパイロット孔を通じて前記低圧側流路へと連通
し、電磁コイルから発生する磁力によって動作されるパ
イロット弁により前記パイロット孔を前記調圧室側から
開閉させることで前記主弁をパイロット作動により開閉
駆動するようにしたソレノイド駆動パイロット弁におい
て、前記調圧室から前記電磁コイルを貫通して前記主弁
の軸線と同じ軸上に配置されたスリーブと、軸線方向に
進退自在に前記スリーブ内に嵌挿配置されたコアと、前
記コアと前記主弁との間にて一部が前記スリーブ内に軸
線方向に進退自在に嵌挿配置され、前記主弁側にはパイ
ロット弁を収納すると共に前記調圧室と連通孔で連通さ
れていて前記主弁に設けられたパイロット孔に開口して
いる中空部を有し、前記主弁とは分離して配置され、前
記電磁コイルが通電されることにより前記コアに吸着さ
れるプランジャと、前記主弁側に前記主弁に穿設された
パイロット孔に対向して配置された前記パイロット弁を
有し、前記プランジャの軸線位置に前記プランジャを貫
通して進退自在に嵌挿配置されたシャフトと、前記プラ
ンジャの前記中空部に配置されて前記電磁コイルが非通
電時に前記シャフトの前記コア側の端面を前記プランジ
ャの端面より所定長突出させて前記パイロット弁が前記
主弁に取り付けられたパイロット弁座から離れるよう前
記シャフトを付勢するスプリングと、を備えていること
を特徴とするソレノイド駆動パイロット弁が提供され
る。
よれば、非通電時は、パイロット弁がパイロット弁座か
ら離れた状態、すなわち、パイロット弁を閉じることが
できない状態を保持したまま、プランジャを主弁に当接
させる構成にした。これにより、高圧側流路の流体が導
入されると、調圧室は低圧側流路に開放されているた
め、高圧流体は、主弁を閉じる方向には作用せず、主弁
を弁座から離れる方向に作用して開弁する。電磁弁が通
電状態になると、プランジャがコアに吸着することで、
パイロット弁がプランジャの中空部より押し出され、パ
イロット弁が閉じられる。これにより、高圧側流路より
漏出してきた流体により調圧室の圧力が上昇し、主弁を
弁座の方向へ移動させ、主弁を閉じるようになる。
プランジャの同心ずれによる作動性の悪化が防止され
る。また、調圧室を介してパイロットポートに至る流体
はプランジャの摺動部を通ることがないため、異物によ
るプランジャの摺動性悪化が防止される。
弁体とが分離して取り付けられた構造を有する主弁にお
いて、弁体はその外周をかしめ加工によって取り付けら
れている。これにより、弁体の内周部に形成される隙間
が圧力逃し通路となり、主弁には、圧力逃し孔を穿設す
る必要がなくなる。
を参照して詳細に説明する。図1は本発明によるノーマ
ルオープンタイプのソレノイド駆動パイロット弁の構成
を示す断面図である。この図1では、非通電時で差圧が
ないときの状態を示している。
る上流側の流体配管が接続される高圧側流路2が形成さ
れ、下面には流体が送り出される下流側の流体配管が接
続される低圧側流路3が形成されている。この低圧側流
路3の上方には低圧側流路3と同心のシリンダが形成さ
れている。このシリンダの底面には短筒状の弁座4が形
成されている。
がシリンダの軸線方向に進退自在に配置されている。こ
の主弁5は、弁座4の対向面に形成された環状溝の中に
リング状の弁体6が嵌入され、その外周をかしめ加工す
ることによって弁体6を取り付けている。なお、リング
状の弁体6は、環状溝に嵌入されたときに、その内周部
にクリアランスを設けるようにしてある。このクリアラ
ンスが、圧力逃し通路として作用する。
穿設されており、そのパイロット孔7の、弁体6が取り
つけられている側と反対側の開口端には、ワッシャ8を
介してパイロット弁座9がかしめ加工により取り付けら
れている。主弁5の外周に周設された溝には、ピストン
リング10が嵌め込まれている。なお、ピストンリング
10には、適当な間隔の割りがあり、その割りを介して
高圧側流路2の流体が調圧室に流れるようになってい
る。パイロット弁座9のある側の主弁5の中央部は、調
圧室の一部を構成するような空間が形成されている。
閉止され、外周はOリング13によってシールされてい
る。このキャップ12においても、主弁5に対向する中
央部が調圧室の一部を構成するよう空間が形成されてお
り、主弁5の中央部の空間と共に調圧室14を形成して
いる。
15を貫通して軸線方向に延びるスリーブ16が設けら
れている。このスリーブ16には、その軸線方向にプラ
ンジャ17が進退自在に嵌挿配置されている。このプラ
ンジャ17は、その軸線位置にシャフト18が嵌挿配置
されている。シャフト18の下端部にはボール19がか
しめ加工により取り付けられ、ボールバルブを構成して
いる。プランジャ17の主弁5側の内部は、スプリング
20を収容することができるよう拡開形成された中空部
を有している。このスプリング20は、シャフト18の
縮径段差部に係止されたリングとプランジャ17の下端
部に固定されるリングとの間に配置され、ボール19が
パイロット弁座9から離れるようにシャフト18を押し
上げ、シャフト18のコア22側端面がプランジャ17
のコア22側端面より所定長だけ突出するように作用す
る。プランジャ17のスプリング20が収納されている
中空部には、連通孔21が設けられており、調圧室14
からパイロット弁への流体流路を形成している。
にコア22が進退自在に嵌挿配置されており、このコア
22はスプリング23によって主弁5の方向に常時付勢
されている。
は、主弁5と軸線を合致させてスリーブ16内に配置さ
れていて、スリーブ16を囲んで配置された電磁コイル
15から発生される電磁力と、主弁5を軸線方向に作用
して開閉する力と、スプリング20,23の力とによっ
て軸線方向に移動される。
ンダ孔の内径寸法は、弁座4の径より大きく形成されて
おり、主弁5が流体から圧力を受ける総受圧面積が弁座
4の内面積より大きくしてある。これにより、調圧室1
4内の圧力が低圧側流路3内と同じ圧力の場合には、高
圧側流路2の圧力が主弁5を弁座4から遠ざける方向に
移動させるように作用する。
体がピストンリング10、調圧室14、連通孔21、パ
イロット弁座9、パイロット孔7を介して低圧側流路3
へ流れるよう形成されている。
駆動パイロット弁の作用について、順次説明する。図2
はソレノイド駆動パイロット弁の非通電時で差圧がある
ときの状態を示す断面図である。
い場合には、スプリング23による付勢力によって主弁
5は図1に示したように閉じた位置にあるが、高圧側流
路2に流体が導入されると、高圧側流路2の圧力により
弁座4から離れる方向に移動され、開弁される。
スプリング20によりパイロット弁座9から離れている
状態を保持しているので、調圧室14と低圧側流路3と
の圧力が等しい。このため、高圧側流路2の圧力により
主弁5がその弁座4から離れる方向に移動すると、主弁
5がその上に載っているプランジャ17を押し上げるよ
う作用する。なお、シャフト18を付勢するスプリング
20はコア22を付勢するスプリング23よりも付勢力
が強いため、図2に示したように、シャフト18の上部
先端がプランジャ17の上部端面より突出した状態が保
持されたままシャフト18およびプランジャ17が上方
へ移動し、スプリング23の付勢力に抗してコア22を
押し上げている。
直後の状態を示す断面図である。電磁コイル15が通電
されると、プランジャ17とコア22とが瞬間的に吸着
される。このとき、スプリング23の力により、コア2
2、プランジャ17およびシャフト18は、主弁5の方
向に移動するよう作用している。これにより、シャフト
18の先端に取り付けられたボール19がプランジャ1
7の主弁5側の端面よりワッシャ8の厚さ以上に露出す
ることで、パイロット弁座9がボール19によって閉塞
される。
って閉塞されることにより、調圧室14の低圧側流路3
への通路が閉じられる。この結果、高圧側流路2からピ
ストンリング10を介して調圧室14へ流入された流体
は行き場がなくなるため、調圧室14内の圧力が上昇す
る。この調圧室14内の圧力と低圧側流路3の圧力との
差圧により、主弁5は弁座4の方向へ移動していくよう
になる。
時の状態を示す断面図である。調圧室14と低圧側流路
3との差圧により主弁5が降下して弁体6が弁座4に圧
接されることで、このソレノイド駆動パイロット弁は閉
弁状態になる。このとき、プランジャ17はコア22に
吸引された状態が保持されているため、ボール19がプ
ランジャ17より露出されている。このため、主弁5が
弁座4の方へ移動するとき、スプリング23の付勢力に
よりボール19がパイロット弁座9を閉塞した状態のま
ま、閉弁方向へ移動していく。弁体6が弁座4に圧接さ
れて閉弁された後は、調圧室14と低圧側流路3との差
圧が主弁5を継続的に弁座の方向へ押圧するように作用
することで、閉弁状態が維持される。
とプランジャとを別体にし、プランジャを主弁に当接す
る構成とし、パイロット弁をボールバルブで構成するよ
うにした。プランジャが主弁と分離されたことによりプ
ランジャの同心ずれによる作動性の悪化が防止され、プ
ランジャに同心ずれがあったとしてもボールがパイロッ
ト弁座に密着状態で着座するため、パイロット弁の垂直
度に対するシール性が向上し、パイロット弁による内部
漏れを防止することができる。しかも、プランジャと主
弁とが分離していることにより、組立性を向上させるこ
とができる。
ポートへと流れる流体はプランジャの摺動部を通ること
がないため、異物によりプランジャの摺動性が悪化する
ことが防止される。
ことによりパイロットポート長を短くすることができ、
これにより、パイロットポートでの圧力損失が低減し、
作動性が向上するため、電磁コイルを小型化、低消費電
力化することができる。
開いておくためのスプリングをプランジャとコアとの吸
着部分ではなく、磁気通路以外の部位であるプランジャ
の中に収納する構成にした。これにより、プランジャと
コアとの吸着部分の磁気通路を大きく確保することがで
きるため、電磁コイルを小型化でき、低消費電力化する
ことができる。
の周囲をかしめ加工により固定するようにした。これに
より、圧力に曝される弁体の内周部のクリアランスが圧
力逃し通路として作用することになるため、圧力逃し孔
を穿設する必要がなくなり、ソレノイド駆動パイロット
弁のコストを低減することができる。
イド駆動パイロット弁の構成を示す断面図である。
があるときの状態を示す断面図である。
を示す断面図である。
示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 高圧側流路と低圧側流路との間の連通路
に形成された弁座に高圧側から対向して進退自在に主弁
が配置され、前記高圧側流路から前記弁座から見て前記
主弁の裏側部分に形成された調圧室および前記主弁に形
成されたパイロット孔を通じて前記低圧側流路へと連通
し、電磁コイルから発生する磁力によって動作されるパ
イロット弁により前記パイロット孔を前記調圧室側から
開閉させることで前記主弁をパイロット作動により開閉
駆動するようにしたソレノイド駆動パイロット弁におい
て、 前記調圧室から前記電磁コイルを貫通して前記主弁の軸
線と同じ軸上に配置されたスリーブと、 軸線方向に進退自在に前記スリーブ内に嵌挿配置された
コアと、 前記コアと前記主弁との間にて一部が前記スリーブ内に
軸線方向に進退自在に嵌挿配置され、前記主弁側にはパ
イロット弁を収納すると共に前記調圧室と連通孔で連通
されていて前記主弁に設けられたパイロット孔に開口し
ている中空部を有し、前記主弁とは分離して配置され、
前記電磁コイルが通電されることにより前記コアに吸着
されるプランジャと、 前記主弁側に前記主弁に穿設されたパイロット孔に対向
して配置された前記パイロット弁を有し、前記プランジ
ャの軸線位置に前記プランジャを貫通して進退自在に嵌
挿配置されたシャフトと、 前記プランジャの前記中空部に配置されて前記電磁コイ
ルが非通電時に前記シャフトの前記コア側の端面を前記
プランジャの端面より所定長突出させて前記パイロット
弁が前記主弁に取り付けられたパイロット弁座から離れ
るよう前記シャフトを付勢するスプリングと、 を備えていることを特徴とするソレノイド駆動パイロッ
ト弁。 - 【請求項2】 前記パイロット弁は、ボールバルブとし
たことを特徴とする請求項1記載のソレノイド駆動パイ
ロット弁。 - 【請求項3】 前記主弁は、前記パイロット弁座の取り
付け面と反対側の前記弁座と対向する側に弁体がその外
周をかしめ加工することによって取り付けられているこ
とを特徴とする請求項1記載のソレノイド駆動パイロッ
ト弁。
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