JPH066858U - 電磁比例圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソレノイドガイドチューブを強化する必要が
なく、弁座径を小さくせず流量を変えることもなく、制
御圧力を高めることが可能なポペット形電磁比例圧力制
御弁を提供すること。 【構成】 ポペット２１の着座方向先端に弁座径２２ａ
より小径のピストン部２１ｂを延設し、該ピストン部２
１ｂを弁座２２の貫設穴２２ｂに摺動自在に嵌挿させ、
更にピストン部２１ｂの先をタンクポートＴとし、そこ
に可動鉄芯２，固定鉄芯５，及びソレノイドコイル１１
と、可動鉄芯２の吸引力をポペット２１の離座方向に作
用させるプッシュピン３とを含むプッシュ形電磁比例ソ
レノイドを配設し、ピストン部２１ｂの径を大きくして
弁座径２２ａとの径差による受圧面積を減少することに
より制御ポートＡの制御圧力を高圧化しうることを特徴
とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ポペット形電磁比例圧力制御弁において、圧力制御用ポペットを弁 座への着座方向に移動付勢する圧力制御用スプリングの作用方向反対側より電磁 比例ソレノイドの力を作用させ、入力電流がゼロの時最高制御圧力となり、また 入力電流の増大に応じて制御圧力が減少する電磁比例圧力制御弁の構造に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

従来、一般的な電磁比例圧力制御弁は入力電流値に対し、比例的に制御圧力が 上昇し、入力電流値がゼロの時圧力が最低となるものであった。この方式の電磁 比例圧力制御弁は旋盤主軸の油圧チャックなどに用い、加工物に応じた把握力と するための圧力制御を行なった場合、電流制御を行なうアンプの故障、またはソ レノイドコイルへの通電路が断線、接触不良など発生した場合、油圧チャックの 把握力が減少し、高速で回転する加工物が飛散するなどの危険性があった。

【０００３】 このため、入力電流値の増加に伴い制御圧力が減少し、電流がゼロになった場 合、制御圧力は圧力調整用スプリングにより最高となるような電磁比例圧力制御 弁が開発されてきた。その一例としては、実用新案出願公告平２−３５０９９「 電磁比例圧力制御弁」、及び実用新案出願公告平３−６１４「電磁操作圧力制御 弁」等がある。

【０００４】 例えば、前者の実公平２−３５０９９号考案を例として図２に従い説明すると 、４１はバルブケースであり、弁穴４２と該弁穴４２に夫々内端で連結するポン プポート４３及びタンクポート４４とが穿設してある。両ポート４３，４４の各 内端開口部の中間において弁穴４２の内周面に弁座４５を形成し、弁座４５に対 してタンクポート４４の開口部側からパイロットバルブ４６を摺動自在に装着し 、着座させる。パイロットバルブ４６には、弁穴４２のタンクポート４４側から 軸方向に調節自在に螺着した調節ねじ４８のガイド孔に摺動自在に支承された杆 部４６ａを延設している。

【０００５】 ４９は調節ねじ４８とパイロットバルブ４６との間に圧着され、パイロットバ ルブ４６を弁座４５に対する着座方向に付勢する油圧制御用スプリング、５０は バルブケース４１のポンプポート４３側に連設したソレノイドケースであり、固 定鉄芯５１と、その軸方向に穿設されているピン挿通穴に摺動自在に挿入されて いるプッシュピン５６を連設する可動鉄芯５２と、ソレノイドコイル５７とを同 心的に配設してある。５９はプッシュピン５６とパイロットバルブ４６との間に 圧着され、油圧制御用スプリング４９の付勢力に対抗してパイロットバルブ４６ を離座方向に付勢するパイロットスプリングである。

【０００６】 以上のように構成した電磁比例圧力制御弁のソレノイドコイル５７に通電する と、固定鉄芯５１に磁力が誘起されて可動鉄芯５２を固定鉄芯５１の方に吸引し 、プッシュピン５６をパイロットスプリング５９の方へ突出させ、パイロットス プリング５９を介してパイロットバルブ４６を離座方向に作用する。パイロット スプリング５９を介して作用するプッシュピン５６の作用力とポンプポート４３ からの圧油の圧力とが油圧制御用スプリング４９のスプリング力に打克つとパイ ロットバルブ４６がリリーフ動作して、そのスプリング力に対応した油圧がポン プポート４３に成立する。従って、ポンプポート４３の圧力はソレノイドコイル ５７に流れる電流に比例して減少制御されることになる。又、電気系統の故障な どで電流が切れた場合には、プッシュピン５６が図示の最後退位置まで後退する から、パイロットスプリング５９のスプリング力が最大限に弱められ、油圧制御 用スプリング４９のスプリング力は実質上、最大限に強められるから、ポンプポ ート４３には最高油圧が成立する。

【０００７】 又、例えば、実公平３−６１４号考案の例について図３に従い説明すると、６ １は弁本体で他端が開口する大径弁孔６２の一端に弁座６３を介して小径弁孔６ ４を設け、小径弁孔６４を、アクチュエータへの制御通路６５に連通すると共に 、常時制御通路６５より高圧に保たれた液圧ポンプからの供給通路６６を絞り６ ７を介して連通し、また、大径弁孔６２に、貯槽への排出通路６８を連通してい る。６９は弁座６３に着座するよう可動鉄芯７４の一端側に連結した弁体で、制 御通路６５の圧力が小径弁孔６４より一端側に作用して離座方向へ押圧されるよ うにしている。７０は大径弁孔６２の開口を覆うよう弁本体６１に取り付けた電 磁気装置で、磁路となるケース７１内には、一端側に弁座６３と同軸状に可動鉄 芯７４を軸方向可動に挿通支持した継鉄７５を、また他端側に固定鉄芯７６を備 えると共に、固定鉄芯７６と継鉄７５に亘ってコイル７７を備え、コイル７７へ の通電時に、可動鉄芯７４は固定鉄芯７６に吸引されて弁体６９の離座方向とな る作用力が可動鉄芯７４に生じ、また、該可動鉄芯７４に生じる作用力は、コイ ル７７への通電電流の増大に応じて増大するようにしている。７８は、弁体６９ の着座方向へ可動鉄芯７４を押圧する調圧ばねで、固定鉄芯７６に進退調整可能 に螺着したばね受け７９と可動鉄芯７４の他端側とに亘って設置している。

【０００８】 以上のような構成において、コイル７７の非通電時においては、弁体６９は調 圧ばね７８のばね力により弁座６３に着座しており、制御通路６５の圧力が上昇 して調圧バネ７８のばね力より高くなると弁体６９は離座して液体を排出通路６ ８に流出して制御通路６５の圧力を一定に保持する。コイル７７に通電すると、 その電流に応じて弁体６９が離座する方向へ可動鉄芯７４に作用力が発生し、そ の作用力分調圧ばね１８のばね力が弱められるから、通電電流の大きさにより制 御通路６５の圧力を調節することができる。なお、本考案においても非通電時に は制御通路６５の圧力は最高となる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の図２に示す電磁比例弁の例では、固定鉄芯５１及び可動 鉄芯５２を内包するソレノイドガイドチューブ５０ａの内部に制御を行う圧油が 導入されているため、制御する圧油を高圧化するためには肉薄なソレノイドガイ ドチューブ５０ａの強度を増すか、又は肉厚を増す必要がある。肉厚を増した場 合には、ソレノイドの磁気効率が悪くなり、吸引力が減少するなどという問題が 発生する。

【００１０】 加えて、より高い圧力の圧油を制御しようとする場合、上記の両従来技術（図 ２，図３）のどちらも、圧力調整用スプリングに対する荷重の増加に対応するた め、そのスプリング力を強くしなければならないが、その場合、圧力調整用スプ リングのスプリング力に対抗するに必要なソレノイドの最大吸引力も増加しなけ ればならない。そのため、必要な通電電流が増加し、制御アンプも出力が高いも のが必要となる。

【００１１】 又、別の手段として、ソレノイドの吸引力を変えないで制御する圧油の高圧化 を行おうとする場合、弁座径を小さくしてもよいのであるが、この場合は制御可 能な流量が減少するという問題が生じていた。

【００１２】 その上、図３に示す従来例の電磁比例弁は、一般産業機械に広く用いられてい る電磁比例弁に採用されている一般的なプッシュ式比例ソレノイドではなく、プ ル式ソレノイドを使用しているため、生産効率が悪く、製造コストが高いという 問題があった。

【００１３】 本考案は、上記の如き従来技術の問題に鑑みてなされたもので、流入圧油が比 例ソレノイドのソレノイドガイドチューブ内に入流しないようにしたことにより 、ソレノイドガイドチューブを肉厚にせず、弁座径を変えることなく、プッシュ 式比例ソレノイドを使用して簡単な構造で制御圧油を高圧化することができる電 磁比例圧力制御弁を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、圧力制御用弁体の着座方向先端同軸に延設した弁座着座径より小径 のピストン部と、着座部と前記ピストン部が摺動自在に嵌挿し反対側まで突出す る貫設穴とを有する弁座と、前記弁体のピストン部径と前記弁座の着座径との径 差部にかかる油圧力に対抗して前記弁体を着座方向に作用する圧力調整スプリン グと、前記圧力調整スプリングの作用力に対抗し前記ピストン部の先端に対しバ イアススプリングを介して作用するよう配設した電磁比例ソレノイドとを含み、 前記ピストン部の径を増加して制御圧力を増加可能にした電磁比例圧力制御弁を 提供して上記の課題を解決した。

【００１５】 すなわち、本考案は、弁座の着座部から着座方向にその反対側まで貫設穴を穿 設し、弁体の着座方向先端同軸に、貫設穴に摺動自在に嵌挿し貫設穴の反対側ま で突出した弁座径より小径のピストン部を一体に延設し、ピストン部の径と弁座 径の径差により受圧面積を形成するよう構成する。又、軸と交差する方向から弁 体を離座するよう流入する圧力ポートを設けると共に、弁体を着座方向に付勢す る圧力調整用スプリングを設け、該圧力調整用スプリングの作用方向と反対側か らピストン部の先端に対しバイアススプリングを介して電磁比例ソレノイドを作 用させ、圧力調整用スプリングのスプリング力と対抗させて制御圧力を調節する ようにした電磁比例圧力制御弁を提供するものである。

【００１６】

【作用】

本考案は上記のように構成したことにより、圧力制御を行ない高圧となるのは 前記径差部と流入ポートのみとなり、比例ソレノイドのガイドチューブ内はタン クポート圧力で制御圧力とは無関係となり、薄肉のガイドチューブを用いて磁気 効率を上げることができる。また、弁座径を変えることなく、弁体先端のピスト ン部径を弁座径に近づけることにより受圧面積を減じることが可能で、同一の圧 力調整スプリング荷重、および比例ソレノイドの吸引力で高圧化が可能であり、 弁座径も小さくする必要がないため、制御可能流量が減少しないといった利点を 有する。さらにその構造上、一般に広く使用されているプッシュ式比例ソレノイ ドを使用できるので、製造コストが安価にできる。

【００１７】

【実施例】

以下、添付図面図１に基づき本考案の一実施例を詳細に説明する。図１は本考 案の一実施例による電磁比例圧力制御弁の説明図であり、１はソレノイドコイル １１を電磁比例ソレノイドに装着固定するコイルロックナット、５及び２は夫々 ソレノイド内にそれと同軸に装着され、ソレノイドコイル１１に通電することに より磁力を発生する固定鉄芯５とそれに吸引されるよう動作する可動鉄芯２であ り、３は止めねじ１７により可動鉄芯２に固定され可動鉄芯２が固定鉄芯５に吸 引されるとバイアススプリング２５を押圧するよう作用するプッシュピン、４は 可動鉄芯２の移動のガイドとなるソレノイドガイドチューブ、６はプッシュピン ３にその一端が当接可能とされ回転して前記後退させることによりプッシュピン ３の位置を調節することができる圧力調整ねじである。

【００１８】 ２１は着座方向先端に、弁座２２の反対側まで突出しバイアススプリング２５ を受けるスプリング受けまで延びるピストン部２１ｂを一体に延設し、ポンプポ ートＰからの制御圧油の圧力を受けて制御するポペット（弁体）、２２はピスト ン部２１ｂを摺動自在に嵌挿する貫設穴２２ｂを有し、ポペット２１と共に作用 して制御油圧を制御する弁座、２３はポペット２１を弁座２２に対し着座方向に 付勢してそれを着座させ、弁座径２２ａより径が小さいピストン部２１ｂとの径 差面積にかかる油圧力に対抗するよう作用する圧力調整スプリングである。

【００１９】 Ａは弁座２２の軸と交差する外周方向に設けたポンプポートＰから圧油が流入 し、その油圧がポペットを離座する方向に作用する圧力制御ポート、Ｂはタンク ポートＴへ通じる流出ポートである。このように構成したことにより、バイアス スプリング室Ｃ，及び可動鉄芯２，固定鉄芯５を有するソレノイドチューブ４内 はタンクポートＴに連通しており、低圧に保持される。

【００２０】 次に、図１に示す本考案の実施例につきその動作について説明する。ソレノイ ドに対する非通電時には、ポンプポートＰから流入し圧油によりポペット２１を 離座方向に作用する。その油圧力が圧力調整スプリング２３の荷重と拮抗する圧 力以上になると、ポペット２１を弁座２２から離座させて流出ポートＢに圧油を 流出し、タンクポートＴへ戻す。それにより、ポンプポートＰ及び圧力制御ポー トＡの油圧力は一定に保持される。

【００２１】 一方、バイアススプリング２５のピストン部２１ｂと反対側には、スプリング 受け２４を介してソレノイドのプッシュピン３が当接しているため、ソレノイド コイル１１に所定量の電流を通電すると可動鉄芯２が固定鉄芯５に吸引され、可 動鉄芯２に固定してあるプッシュピン３はスプリング受け２４，バイアススプリ ング２５，スプリング受け２６，及びピストン部２１ｂを介してポペット２１を 離座方向に作用する。このため、ポペット２１を着座方向に押圧する調圧力は圧 力調整スプリング２３のばね力から可動鉄芯２に発生した作用力を差引いたもの となり、圧力制御ポートＡに得られる圧力はソレノイドコイルの非通電時より低 くなる。

【００２２】 ソレノイドコイル１１に通電する電流値が増加すると、それに応じて可動鉄芯 ２に発生する作用力が増加するため、強さが変らない圧力調整スプリング２３の ばね力との差によってきまるポペット２１の調圧力は相対的に小さくなる。換言 すると、その調圧から得られる圧力は電流値が増加すると減少し、逆に非通電時 では最大となる。

【００２３】 又、コイルロックナット１に螺設してある圧力調整ねじ６の一端にはプッシュ ピン３が当接可能であり、圧力調整ねじ６を回転して螺入させ、プッシュピン３ 及びスプリング受け２４を介してバイアススプリング２５に予めたわみを与える ようにする。そのばね力はポペット２１を離座する方向に作用するため、ソレノ イドコイル１１の非通電時における調整圧力の設定を変更することができる。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によると、ポペットの着座方向先端に弁座径より 小径のピストン部を延設し、該ピストン部を弁座の貫設穴に摺動自在に嵌挿させ 、更にピストン部の先をタンクポートとしたことにより、そこにプッシュ形電磁 比例ソレノイドを装着することができ、その上電磁比例ソレノイドにはポンプポ ートの圧力がかからないので、ポンプポートの圧力を高くしてもソレノイドガイ ドチューブの強度を上げる必要がない。

【００２５】 又、ポペットの先端に弁座径より小径のピストン部を設け、その径差面積に対 して制御油圧がかかるようにしたことにより、ポンプポートの制御油圧を増加す るときには、ピストン部の径を大きくすることにより弁座径との径差を小さくし て、制御油圧の受圧面積を減少可能にしたことにより、弁座径を小さくして制御 可能流量を減少させるようなことがなく、制御油圧の高圧化を計ることが可能で ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による電磁比例圧力制御弁の
説明図

【図２】従来例による電磁比例圧力制御弁の断面図

【図３】他の従来例による電磁操作圧力制御弁の断面図

【符号の説明】

１： コイルロックナット ２： 可動鉄芯 ３： プッシュピン ４： ソレノイドガイドチューブ ５： 固定鉄芯 ６： 圧力調整ねじ １１： ソレノイドコイル １７： 止めねじ ２１： ポペット ２１ｂ： ピストン部 ２２： 弁座 ２２ａ： 弁座径 ２２ｂ： 貫設穴 ２３： 圧力調整スプリング ２４，２６： スプリング受け ２５： バイアススプリング Ａ： 圧力制御ポート Ｂ： 流出ポート Ｃ： バイアススプリング室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力制御用弁体の着座方向先端同軸に延
   設した弁座着座径より小径のピストン部と、着座部と前
   記ピストン部が摺動自在に嵌挿し反対側まで突出する貫
   設穴とを有する弁座と、前記弁体のピストン部径と前記
   弁座の着座径との径差部にかかる油圧力に対抗して前記
   弁体を着座方向に作用する圧力調整スプリングと、前記
   圧力調整スプリングの作用力に対抗し前記ピストン部の
   先端に対しバイアススプリングを介して作用するよう配
   設した電磁比例ソレノイドとを含み、前記ピストン部の
   径を増加して制御圧力を増加可能にした電磁比例圧力制
   御弁。