JPH0313662Y2

JPH0313662Y2 -

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Publication number: JPH0313662Y2
Application number: JP1985010490U
Authority: JP
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1991-03-28
Also published as: JPS61128468U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、ソレノイドによつて直接主弁のス
プールを摺動させて流路を切換える直動形電磁弁
に関する。

〔従来の技術〕

直動形電磁弁は、一般に第４図に示すように主
弁１のボデイ２の両側に一対のソレノイド
SOLa，SOLbを固設し、これらのソレノイド
SCLa，SOLbによつて主弁１のスプールを直接
摺動させて流路を切換えるようになつている。

その内部構造を第５図によつて具体的に説明す
ると、主弁１のボデイ２内には各ポートの開閉を
行なうことにより流路を切換えるスプール３が摺
動自在に設けられており、このスプール３の両端
をセンタリングワツシヤ４を介して一対のスプリ
ング（メインスプリング）５によつて押圧して、
図示の中立位置に復帰させて保持している（ソレ
ノイドSOLb側はソレノイドSOLa側と全く対称
的に構成されているので図示を省略している）。

そして、ソレノイドSOLaのコイル６に電流を
流すと、固定鉄心７が励磁されてアマチユア８を
吸着するので、アマチユア８から突設したプツシ
ユピン９が右方に押圧され、それによつてスプー
ル３がソレノイドSOLb側のスプリング５に抗し
て右行して流路が切換わる。

また、ソレノイドSOLaのコイル６への通電を
遮断して固定鉄心７を非励磁にすると、スプール
３はソレノイドSOLb側のスプリング５の復元力
によつて図示の中立位置に復帰される。

反対に、ソレノイドSOLbのコイルへ通電を行
なうと、スプール３はソレノイドSOLa側にスプ
リング５に抗して左行して流路がが切換わり、コ
イルへの通電が遮断されると、ソレノイドSOLa
側のスプリング５の復元力によつて図示の中立位
置に復帰される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このように従来の直動形電磁弁では、スプール
の両端のメインスプリングが１本ずつで、全スト
ロークに亘つてスプールを中立位置に復帰させる
ように作用（センタリング作用）する構造となつ
ているので、スプールを押し戻そうとするスプリ
ング力が常時大きく、そのためソレノイドのオ
ン、オフ時の弁の有効切換力すなわち切換力余裕
を大きくしたり、切換速度を速めることが難かし
いという問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この考案による直動形電磁弁は、第５
図に示したような直動形電磁弁において、ソレノ
イドの各プツシユピンにガイド部材を夫々移動自
在に嵌装し、その各ガイド部材を各ソレノイドの
固定鉄心に嵌着された係止部に常時当接させるよ
うに該各ガイド部材と各固定鉄心との間に夫々メ
インスプリングを介装するとともに、上記各係止
部とスプールの各端部との間にサブスプリングを
夫々介装して、一対ずつのメインスプリングとサ
ブスプリングとによつてスプールを中立位置に復
帰させるようにし、中立状態で上記各ガイド部材
とスプールの各端部との間に夫々該スプールのオ
ーバラツプ区間χ₁に略等しい間〓χ₂を設けるよう
にしたものである。

〔作用〕

このように構成することにより、ソレノイドが
オンになつてから流路が開くまでのオーバラツプ
区間では、そのソレノイドと反対側のメインスプ
リングとサブスプリングのうちスプリング力の弱
い方のみがスプールを中立位置に押し戻すように
作用し、ソレノイドがオフになつてから流路が閉
じるまでの間は、メインスプリングとサブスプリ
ングの両方がスプールを中立位置に押し戻すよう
に作用するので、ソレノイドのオン、オフ時の弁
の切換力余裕を大きくすることができる。

〔実施例〕

以下この考案の一実施例を第１図乃至第３図を
参照して説明する。

第１図はこの考案による直動形電磁弁の片側の
ソレノイドSOLa付近の構成のみを示す第５図と
同様な部分断面図であり、第５図と同様ら部分に
は同一符号を付してそれらの説明は省略する。

その実施例では、固定鉄心１０に段付のスプリ
ング孔１１を形成し、このスプリング孔１１の小
径部１１ａに段付の円筒状ガイド部材１２の大径
部を緩く嵌入させると共に、このガイド部材１２
の段部を係止する係止部としてワツシヤ１３を嵌
着している。

このガイド部材１２の小径部は、スプリング孔
１１を挿通するスプリングSOLaのプツシユピン
９に移動自在に緩嵌しており、その左内側段部と
固定部である固定鉄心１０のスプリング孔１１の
小径部１１ａ側の左端面との間にメインスプリン
グ１４を介装して、ガイド部材１２を常時ワツシ
ヤ１３に当接させるように付勢している。

また、スプリング孔１１にはワツシヤ１３に当
接してリテーナ１５を嵌着して係止部を形成し、
この係止部とセンタリングワツシヤ４との間に、
前述のメインスプリング１４よりスプリング力の
弱いサブスプリング１６を介装して、センタリン
グワツシヤ４をスプール３に当接させている。

そして、中立状態でガイド部材１２とスプール
３の端面との間〓が後述する所定の間〓χ₂になる
ように、上記係止部は固定鉄心１０に配設されて
いる。

図示しない右側のソレノイドSOLb側も、これ
と全く対称的に構成されている。したがつて、ス
プール３はその両端部に配設された一対ずつのメ
インスプリング１４とサブスプリング１６によつ
て、図示の中立位置に復帰されて保持される。

なお、この中立状態で図でガイド部材１２の右
端面とスプール３の左端面との間に、スプール３
のオーバラツプ区間χ₁に略等しい間〓χ₂を設けて
いる。図示を省略しいる右側のガイド部材１２の
左端面とスプール３の右端面との間にも同様の間
〓χ₂を設けている。

次に、この実施例の作用を説明する。

図示しない右側のソレノイドSOLbをオンにす
ると、そのプツシユピンがアマチユア８によつて
左方に押圧されるので、主弁１のスプール３を左
行させる。

この時、スプール３が区間χ₂だけ左行する間は
スプリング力の弱いサブスプリング１６のみがス
プール３に作用するので、スプール３を中立位置
に押し戻そうとする力が小さい。

そして区間χ₂だけ左行すると、スプール３はガ
イド部材１２に当接し、さらにこらを押圧しなが
らメインスプリング１４に抗して左行してポート
Ｐ−Ａ間を開き、ポートＴ−Ａ間を閉じる。

スプリングSOLbをオフにすると、圧縮された
メインスプリング１４及びサブスプリング１６の
復元力がスプール３を中立位置に復帰させる方向
に作用するので、スプール３が右行してガイド部
材１２が再びワツシヤ１３に当接すると（ここ
で、ポートＰ−Ａ間が閉じる）、その後はサブス
プリング１６のスプリング力のみによつてさらに
右方に押し戻され、図示の中立位置に復帰する。

なお、スプール３が流路を閉じてから中立位置
に戻るまでのオーバラツプ区間χ₁は、メインスプ
ール３のランド部からのリーク防止のために設け
られているので、サブスプリング１６のスプリン
グ力は弱くてもよい。

次に、この実施例による直動形電磁弁（以下本
弁という）の作動を第５図に示した従来の直動形
電磁弁（以下従来弁という）の作動と比較しなが
らさらに説明する。

第２図は本弁の作動特性を、第３図は従来弁の
作動特性をそれぞれ示す線図であり、両弁とも同
一のソレノイドを使用しているものとする。

また、本弁のメインスプリング１４及びサブス
プリング１６によるセンタリング作用のための総
エネルギは、従来弁のスプリング５の総エネルギ
と等しくなるように設定してあり、第２図と第３
図の斜線部の面積は等しく、両弁とも全ストロー
クの1/2で流路が切換わるものとする。

ソレノイドSOLbをオンにした場合、両弁とも
アマチユア８を吸着するソレノイド力（吸引力
fo）によつてスプールが押圧されて左行するが、
そのストロークの略1/2付近、すなわちスプール
がポートＰ−Ａ間を開き出した直後には、流体力
がスプールの移動に抵抗する方向に作用する。

これは、第１図に示す弁構造の場合、スプール
３の左行時に圧油供給ポートＰの左側が開くた
め、開き始めると流速が生じてポートＰの左側の
ランド部に対する押圧力が右側のランド部に対す
る押圧力より小さくなるためである。

しかしながら本弁によれば、第２図によつて明
らかなように、この開き始め（1/2ストローク）
までのスプリングの反発エネルギは大部分弱いサ
ブスプリング１６のスプリング力fs₁によるため、
その積分値（斜線部分の面積）が極めて小さいの
で、上述の流体力に対するソレノイド力の余裕が
充分に得られる。

開弁後は、第２図に仮想線で示すメインスプリ
ング１４のスプリング力fs₂と破線で示すサブス
プリング１６のスプリングfs₁の両方が作用する
ので、スプリングの反発力はその和fs₃（＝fs₂＋
fs₁）となり、第３図に示す従来弁の場合のスプ
リング力fsより大きくなるが、ソレノイドのアマ
チユア８と固定鉄心１０の接近に伴なつてその吸
引力foが急増するため、及び開弁前に失なわれる
エネルギーが少ないため、スプール３を移動させ
る力は充分に得られる。

スプリングSOLbをオフにしてスプール３が中
立位置に復帰する時には、本弁では流体力がスプ
リング力と同方向に作用するため、迅速に閉弁す
る。

しかし、弁構造によつては、スプール３の復帰
時（ソレノイドをオフした時）のスプール３が流
路を閉じ始めた時に、流体力がそれに抵抗する方
向（スプリング１４，１６による復帰力と反対方
向）に作用する場合もある。

その場合でも、スプール３が流路を閉じるまで
メインスプリング１４が作用するようにしておけ
ば、従来弁より大きな復帰力が得られるため迅速
な閉弁が可能である。

したがつて、仕様の異なる各種のスプール弁
に、共通のメインスプリング及びサブスプリング
を使用することができ、コスト低減にも役立つ。

この考案は上記実施例に限るものではなく、第
１図におけるサブスプリング１６のスプリング力
の方を大きくしてメインスプリング１４のスプリ
ング力の方を小さくしてもよいし、両スプリング
のスプリング力を略等しくしてもよい。

なお、サブスプリング１６のスプリング力の方
を大きくした場合には、リテーナ１５及びワツシ
ヤ１３を用いずに、サブスプリング１６の一端を
直接ガイド部材１２の段部に係着することもでき
る。

この場合、スプリング孔１１の小径部１１ａに
係止部材を設けて、ガイド部材１２がオーバラツ
プ区間χ₁に相当する距離だけ移動した時に係止部
材によつて係止されるようにするとよい。

このようにしても、オーバラツプ区間ではスプ
リング力の弱いメインスプリングのみがスプール
を中立位置に押し戻すように作用し、それ以外の
ストロークではサブスプリングとメインスプリン
グの両方がスプールを中立位置に押し戻すように
作用するので、前述の実施例と同様な効果が得ら
れる。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案による直動
形電磁弁は、ソレノイドがオンになつてから流路
が開くまでのオーバラツプ区間では、メインスプ
リングとサブスプリングのうちサブスプリングの
みがスプールを中立位置に押し戻すように作用
し、ソレノイドがオフなつてから流路が閉じるま
での間は、メインスプリングとサブスプリングの
両方がスプールを中立位置に押し戻すように作用
するので、ソレノイドのオン、オフ時の弁の切換
力余裕を大きくすることができ、各スプリングの
スプリング力を選定することにより、従来と同じ
パワーのソレノイドで、弁のパワーアツプすなわ
ち圧力や流量を大きくすることができる。

また、弁の切換速度が速まり応答性がよくな
る。

従来と同程度の弁性能でよければ、ソレノイド
を小型化できるので省電力化が計れる。

さらに、同一のスプリングを仕様の異なる各種
のスプール弁に共通に使用できるのでコスト低減
に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す直動形電磁
弁の部分断面図、第２図はこの考案による直動形
電磁弁の作動特性を示す線図、第３図は従来の直
動形電磁弁の作動特性を示す線図、第４図は直動
形電磁弁の外観を示す正面図、第５図は従来の直
動形電磁弁の構造例を示す部分断面図である。１…主弁、２…ボデイ、３…スプール、４…セ
ンタリングワツシヤ、６…コイル、８…アマチユ
ア、９…プツシユピン、１０…固定鉄心、１２…
ガイド部材、１４…メインスプリング、１６…サ
ブスプリング、SOLa，SOLb…ソレノイド。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】主弁のボデイの両端に設けたソレノイドによつ
てスプールを摺動させて流路を切換えると共に、
該スプールの各端部と前記各ソレノイドの固定鉄
心との間に介装したスプリングによつて該スプー
ルを中立位置に復帰させるように直動形電磁弁に
おいて、前記ソレノイドの各プツシユピンにガイド部材
を夫々移動自在に嵌装し、その各ガイド部材を前
記各固定鉄心に嵌着された係止部に常時当接させ
るように該各ガイド部材と前記各固定鉄心との間
に夫々メインスプリングを介装するとともに、前
記各係止部と前記スプールの各端部との間に夫々
サブスプリングを介装して、一対ずつのメインス
プリングとサブスプリングとによつて前記スプー
ルを中立位置に復帰させるようにし、中立状態で
前記各ガイド部材とスプールの各端部との間に
夫々該スプールのオーバーラツプ区間χ1に略等
しい間〓χ2を設けるようにしたことを特徴とす
る直動形電磁弁。