(57)【要約】【課題】絞り弁を別途必要としない絞り制御付き電磁弁を提供する。【解決手段】絞り制御付き電磁弁は、スリーブ（１２）とスプール（１４）とを含み、スプールは、そのスプール軸（２０）に、固着された一対の間隔を隔てたスプールブロック(２１，２１)を含み、各スプールブロックは、スプール軸の周りに形成された環状凹部（２４）を有し、環状凹部に抜ける、穴径の異なる複数の絞り穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃを有し、電磁石(３４，３４)は、可動鉄心（３７）と（固定鉄心（３６）とを有し、電磁石の励磁により可動鉄心が固定鉄心に吸磁されるとき、プッシュロッド（４１）を押してスプールをスリーブに対して移動させ、スプールの一方のスプールブロック（２１）は、中央チャンバー（１５）と左右チャンバー(１６，１７)の一方との連通を絶ち、他方のスプールブロック（２１）は、その環状凹部（２４）を、絞り穴（２５）を通して他方チャンバーと連通させる。【選択図】図２
2018179100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブに複数の仕切り弁座を構成する円筒形滑り面に内接してその中を軸方向に移動するようになっていて、仕切り弁座と共同して開弁・閉弁するランドを有するスプールと、隣接した仕切り弁座間に画成される、油圧ポンプと連通するようになった中央チャンバー及びその両側にある、油圧シリンダに対するポートとそれぞれ連通する左右チャンバーと、左右の電磁石と、誘磁性カートリッジ内に設けられた固定鉄心と、該カートリッジ内にあって軸方向に移動可能に配置され、電磁石の磁気力で固定鉄心に向かって吸着される可動鉄心と、固定鉄心を貫通して固定鉄心の端面から突出し、可動鉄心とスプール軸との間にあって互いに当接するようになったプッシュロッドと、可動鉄心が固定鉄心に吸着されるとき、固定鉄心から突出したプッシュロッドを押してスプールをスリーブに対して中立位置から右方向又は左方向に移動させ、電磁石の磁気力が消磁するとき、スプールを中立位置に戻すための戻しスプリングと、を含み、可動鉄心は、プッシュロッドを介して固定鉄心から押し戻される、電磁弁において、スプールは、そのスプール軸に固着された一対の間隔を隔てたスプールブロックを含み、各スプールブロックは、ランドを構成する軸方向に長いランドと短いランドとを有し、長い方のランドに、スプール軸の周りに形成された環状凹部を有し、長い方のランドは、その円周上に、環状凹部に抜ける、互いにずれて配列された穴径の異なる複数の絞り穴を有し、可動鉄心が固定鉄心に吸着されて、プッシュロッドを押してスプールをスリーブに対して移動させるとき、スプールの一方のスプールブロックは、その長い方のランドが仕切り弁座と共同して中央チャンバーと左右チャンバーの一方との連通を絶つように位置し、他方のスプールブロックは、その環状凹部を、弁座から開放された絞り穴を通して他方チャンバーと連通させるように位置する、絞り制御付き電磁弁。
【請求項２】
穴径の異なる複数の絞り穴は、大，中，小の三種類の絞り穴からなり、かつスプールの最小絞り位置では、全ての絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座から開放され、中絞り位置では、中及び小の絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座から開放され、最大絞り位置では、小絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座から開放されるように配列される、請求項１に記載の絞り制御付き電磁弁。
【請求項３】
カートリッジを外部から回してカートリッジを後退方向に移動させるねじ機構を含み、カートリッジの後退方向の移動により、固定鉄心を最小絞り位置から中絞り位置又は最大絞り位置に移動させ、これにより、スプールの移動距離に相当する、プッシュロッドがスプール軸の端面に当接する際におけるプッシュロッドの固定鉄心からの突出長さを調整することができるようにした、絞り制御付き電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁に関し、特に、絞り制御式電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、副動式油圧シリンダの油圧回路に多く使用される制御方式として、図１に示すように、油圧シリンダ１の作動方向に関わる圧油の流れ方向を切り換える電磁弁２と、油圧シリンダの作動速度に関係する圧油の流量を調整する絞り弁３との組み合わせがある。電磁弁２は、図１に略図として示すように、仕切り弁座を構成するスリーブと円筒形滑り面に内接してその中を軸方向に移動するランド付きのスプールを含み、電磁石の電磁力により可動鉄心を移動させ、プッシュロッドを介してスプールを右又は左に移動させて圧油の流れ方向を切換えるようになっている。油圧ポンプＰからの圧油を複動式油圧シリンダ１の一方端にポートＡから流入させ、シリンダの他方の端から圧油を流出させてポートＢを経てタンクＴに至らせ、油圧シリンダのプランジャを伸長させ、或いは、シリンダの他方の端にポートＢから圧油を流入させ、油圧シリンダの一方の端Ａから圧油を流出させてポートAを経てタンクＴに至らせ、油圧シリンダのプランジャを引っ込ませる。流量可変絞り弁３は、油圧シリンダの作動速度を調整するために、シリンダに流入・流出させる圧油の流量を可変的に調整する。このように複動油圧シリンダの油圧回路には、電磁弁と絞り弁の２つの弁を使用することが必要であり、２つの弁の併設は、機械設備のコンパクト化を図るうえで弊害となっていた。
【０００３】
本発明は、そのような絞り弁を別途必要としない絞り制御付き電磁弁を提供することを目的とするものである。
【０００４】
本発明のかかる目的は、スリーブに複数の仕切り弁座を構成する円筒形滑り面に内接してその中を軸方向に移動するようになっていて、仕切り弁座と共同して開弁・閉弁するランドを有するスプールと、隣接した仕切り弁座間に画成される、油圧ポンプと連通するようになった中央チャンバー及びその両側にある、油圧シリンダに対するポートとそれぞれ連通する左右チャンバーと、左右の電磁石と、誘磁性カートリッジに固定して設けられた固定鉄心と、該カートリッジ内にあって軸方向に移動可能に配置され、電磁石の磁気力で固定鉄心に向かって吸着される可動鉄心と、固定鉄心を貫通して固定鉄心の端面から突出し、可動鉄心とスプール軸との間にあって互いに当接するようになったプッシュロッドと、可動鉄心が固定鉄心に吸着されるとき、固定鉄心から突出したプッシュロッドを押してスプールをスリーブに対して中立位置から左又は右に移動させ、電磁石の磁気力が消磁するとき、スプールを中立位置に戻すための戻しスプリングと、を含み、可動鉄心は、プッシュロッドを介して固定鉄心から押し戻される、電磁弁において、スプールは、そのスプール軸に固着された一対の間隔を隔てたスプールブロックを含み、各スプールブロックは、ランドを構成する軸方向に長いランドと短いランドとを有し、長い方のランドに、スプール軸の周りに形成された環状凹部を有し、長い方のランドは、その円周上に、環状凹部に抜ける、互いにずれて配列された穴径の異なる複数の絞り穴を有し、可動鉄心が固定鉄心に吸着されて、プッシュロッドを押してスプールをスリーブに対して移動させるとき、スプールの一方のスプールブロックは、その長い方のランドが仕切り弁座と共同して中央チャンバーと左右チャンバーの一方との連通を絶つように位置し、他方のスプールブロックは、その環状凹部を、弁座から開放された絞り穴を通して他方チャンバーと連通させるように位置する、絞り制御付き電磁弁を提供することによって達成される。
【０００５】
本発明の好ましい形態では、穴径の異なる複数の絞り穴は、大，中，小の三種類の絞り穴からなり、かつスプールの最小絞り位置では、全ての絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座から開放され、中絞り位置では、中及び小の絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座から開放され、最大絞り位置では、小絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座から開放されるように配列される、絞り制御付き電磁弁を提供する。
【０００６】
本発明の更に好ましい実施形態では、カートリッジを外部から回してカートリッジを後退方向に移動させるねじ機構を含み、カートリッジの後退方向の移動により、固定鉄心を最小絞り位置から中間絞り位置又は最大絞り位置に移動させ、これにより、スプールの移動距離に相当する、すなわち、プッシュロッドがスプールに当接する際における、プッシュロッドの固定鉄心からの突出長さを調整することができるようにした、絞り制御付き電磁弁を提供する。
【０００７】
［作用］
本発明によれば、カートリッジに固定して設けられた固定鉄心が最小絞り位置に相当する位置にあるものとすると、右側の電磁石の付勢で発生する磁気力により可動鉄心が固定鉄心に向かって移動して固定鉄心に吸着され、可動鉄心は、プッシュロッドを押してスプールを中立位置から最小絞り位置まで左方向に移動させ、その際、左側の戻しスプリングを圧縮する。スプールの一方のスプールブロックは、中央チャンバーと右チャンバーとの連通を絶ち、他方のスプールブロックは、その環状凹部を、弁座から開放された絞り穴を通して中央チャンバーと左チャンバーとを連通させ、かくして、中央チャンバーからの圧油は、絞り穴で絞られて左チャンバーに流入する。電磁石が通電されている間スプールはその位置に留まることは明らかである。電磁石への通電が絶たれて電磁石の磁気力が消磁するとき、左側の圧縮された戻しスプリングが伸長してスプールを中立位置に戻すと共に、可動鉄心は、プッシュロッドによってもとの位置に押し戻される。
【０００８】
上述のごとくに、固定鉄心を後方に移動させて、プッシュロッドを移動させるべきプッシュロッドの固定鉄心からのき突出長さを調整することにより、スプールを中間絞り位置、又は最大絞り位置に移動させることができることもあきらかであろう。以上はスプールを左方向に移動させることについて説明したが、上述と同じであるが逆の操作でスプールを右方向に移動させて、一方のスプールブロックにより中央チャンバーと左チャンバーとの連通を断ち、他方のスプールブロックにより中央チャンバーと右チャンバーとを絞り穴を通して連通させることができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】在来の電磁弁と絞り弁の組み合わせを示す説明図である。
【図２】２つの部分に分けて示した本発明による絞り制御付き電磁弁の全体部分断面図である。
【図３】本発明による絞り制御付き電磁弁の一部であって、スプールの最小絞り位置で示す部分断面図である。
【図４】本発明による絞り制御付き電磁弁の一部であって、スプールの最大絞り位置で示す部分断面図である。
【図５】大，中，小の絞り穴配列を示す、スプールブロックの概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図２乃至４を参照すると、本発明による絞り制御付き電磁弁１０は、仕切り弁座１１を構成する円筒形滑り面を有するスリーブ１２と、円筒形滑り面に内接してその中を軸方向に移動するようになっていて、仕切り弁座１１と共同するランド１３を有するスプール１４と、を含む。隣接した仕切り弁座間に、中央チャンバー１５及びその両側の左右チャンバー１６、１７が画成され、それらに隣接して戻りチャンバー１８、１９が設けられ、それぞれタンク（図示せず）と連絡する。中央チャンバー１５は、油圧ポンプＰと連通するようになっており、また左右のチャンバー１６、１７は、油圧シリンダに対するポートＡ，ポートＢとそれぞれ連通する。
【００１１】
スプール１４は、そのスプール軸２０に固着された一対の間隔を隔てたスプールブロック２１，２１を含み、スプールブロック２１，２１は、図示では、互いに軸方向に対向して配置されているが、互いに背を向けて配置されてもよい。各スプールブロック２１は、弁座１１と共同して開弁，閉弁するようになったランド１３を構成し、ランド１３は、軸方向に長いランド２２と短いランド２３を含む。各スプールブロック２１は、長い方のランド２２の位置で、スプール軸２０の周りに形成された環状凹部２４を有し、長い方のランドには、その円周上に、互いにずれて配列され、環状凹部２４に抜ける、穴径の異なる複数の絞り穴２５ａ、２５ｂ、２５ｃが形成されている。穴径の異なる複数の絞り穴は、大，中，小の三種類の絞り穴からなり（図５）、かつスプールの最小絞り位置では、全ての絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座１１から開放され、中絞り位置では、中及び小の絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座１１から開放され、最大絞り位置では、小絞り穴が中央チャンバーと他方のチャンバーとの連通のため仕切り弁座１１から開放されるように配列される。
【００１２】
端板２６，２６がスリーブ１２の両端に連結ねじ２６ａにより固着され、端板２６，２６には、その内側から外方に向かって深い座繰り穴２７が形成され、ストッパー板２８が戻りチャンバー１８，１９内でスリーブ１２に固定して設けられている。戻りスプリング２９が座繰り穴２７内に配置され、ストッパー板２８に当接したスプリング受け３０で受け止められている。スプール軸２０とその縮径端部３１は、ストッパー板２８及びスプリング受け３０をそれぞれ貫通し、スプール軸の縮径端部３１は、座繰り穴２７内に位置する。スプール軸２０の縮径端部３１によって構成された肩３２が、スプール軸２０の移動の際戻りスプリング２９を圧縮するためスプリング受け３０に当接してこれを押すようになっている。
【００１３】
制御用板３３，３３がボルト３４によって端板２６，２６に固定され、左右の電磁石３４，３４が制御板３３，３３に隣接して設けられる。誘磁性材料で作られたカートリッジ３５が電磁石３４，３４を貫いて移動可能に配置され、そしてその内部端に固着された固定鉄心３６を有し、またその内部に可動鉄心３７を収容する。カートリッジ３５には、固定鉄心と反対側の端にストッパー兼手動プッシュボタン３８が設けられている。プッシュボタンは、電磁石の電源が喪失した場合に可動鉄心を手動で移動させるためのものである。図２からわかるように、固定鉄心３６は制御用板３３に当接した位置にあり、この位置は、スプールの最小絞り位置に相当する。カートリッジ３５は、これを外部から回すことによって、ねじ機構３５aにより固定鉄心３６とともに移動する。ねじ機構３５ａは、互いにかみあった固定鉄心３６の雄ねじ３５ｂと制御用板３３に設けられた雌ねじ３３ａとを含み、かくして、雌ねじ３５ａに対する雄ねじ３５の回転量に応じて固定鉄心３５の移動量を変更することができる。
【００１４】
プッシュロッド４１が、固定鉄心３６を貫いて、可動鉄心３７とスプール軸２０の端面との間に介在され、後述するように、プッシュロッド４１は、可動鉄心の動きで固定鉄心３６から突出した部分が押され、それによって、スプール１２をスリーブに対して移動させる。プッシュロッド４１は、スプール軸２０の端面に当接した状態では、固定鉄心３６から、スプールの移動距離に相当する長さ突出するような長さのものである。プッシュロッド４１の固定鉄心３６からの突出長さの調整は、上記のねじ機構によりカートリッジ３５及び固定鉄心３６を最小絞り位置（図２及び図３））から、中絞り位置又は最大絞り位置（図４）に移動させることによって、行なわれる。なお、３９は、カートリッジを回すための調整ナット、４０は、調整後カートリッジを固定するための止めナットである。
【００１５】
操作において、固定鉄心３６が制御用板３３に当接した最小絞り位置に相当する位置にあるものとすると（図２）、右側の電磁石３４の励磁で発生する磁気力により可動鉄心３７が固定鉄心３６に吸着するまで移動し、プッシュロッド４１は、移動した可動鉄心３７により固定鉄心３６からの突出部分が押されてスプール１２を中立位置から最小絞り位置まで左方向に移動させ、その際、左側の戻しスプリング２９を圧縮する（図３）。スプール１２の右側のスプールブロック２１は、仕切り弁座１１と共同して中央チャンバー１５と右チャンバー１６との連通を絶ち、右チャンバー１６と戻りチャンバー１８とを連通させ、左側のスプールブロック２１は、その環状凹部２４を、仕切り弁座から開放された全ての絞り穴２５を通して左チャンバーと連通させる。従って、中央チャンバー１５から左チャンバー１７へ流入する圧油の量は最大になる。この際、左チャンバー１７と戻りチャンバー１９との連通を絶つことは明らかである。
【００１６】
電磁石への通電が絶たれて磁気力が消磁するとき、左側の圧縮された戻しスプリング２９が伸長してスプールを中立位置に押し戻すと共に、可動鉄心３７は、プッシュロッド４１によってもとの位置に押し戻される。
【００１７】
スプール１２を最小絞り位置から中間絞り位置又は最大絞り位置に移動させようとする場合（図４は最大絞り位置における図である）には、上述した方法で、カートリッジ３５を回して固定鉄心３６を後退させ、そして、プッシュロッド４１がスプール軸２０の端面に当接する際におけるプッシュロッド４１の固定鉄心３６からの突出長さを短くする。スプール１２を最大絞り位置から中間絞り位置又は最小絞り位置に移動させようとする場合には、カートリッジ３５を前とは反対方向に回して固定鉄心３６を前進させればよい。
【００１８】
また、上記の操作と同様ではあるが、逆の操作を行なって、スプール１２を右方向に移動させる。そうすることによって、左側のスプールブロック２１が中央チャンバー１５と左チャンバー１７との連通を断ち、左チャンバー１７と戻りチャンバー１９とを連通させ、右側のスプールブロック２１が中央チャンバー１５と右チャンバー１６を連通させ、右チャンバー１６と戻りチャンバー１８との連通を絶つようにすることは明らかである。
【００１９】
このように、本発明によれば、スプールのスプールブロックに環状凹部を形成し、かつ環状凹部に抜ける穴径の異なる複数の絞り穴を設けたから、流路切換えと圧油の流量絞りを同時に行なうことができ、大変都合がよい。また絞り弁を別途付設する必要がないので、小型の絞り制御付き電磁弁を提供することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１０  電磁弁
１１  仕切り弁座
１２  スリーブ
１３  ランド
１４  スプール
１５  中央チャンバー
１６  チャンバー
１７  チャンバー
１８  戻りチャンバー
１９  戻りチャンバー
Ｐ  油圧ポンプ
Ａ  ポート
Ｂ  ポート
２０  スプール軸
２１  スプールブロック
２２  長いランド
２３  短いランド
２４  環状凹部
２５ａ  絞り穴
２５ｂ  絞り穴
２５ｃ  絞り宛て
２６  端板
２７  座繰り穴
２８  ストッパー板
２９  戻りスプリング
３０  スプリング受け
３１  縮径端部
３２  肩
３３  制御用板
３４  電磁石
３５  カートリッジ
３６  固定鉄心
３７  可動鉄心
３８  ストッパー兼手動プッシュボタン
３５ａ  ねじ機構
３５ｂ  雄ねじ
３３ａ  雌ねじ
４１  プッシュロッド
【図１】
2018179100.tif 000003
【図２】
2018179100.tif 000004
【図３】
2018179100.tif 000005
【図４】
2018179100.tif 000006
【図５】
2018179100.tif 000007