(57)【要約】【課題】小型でありながら、大きな駆動力を発生するソレノイドを提供することを目的とする。【解決手段】環状に巻いて形成された第１のコイル３と、環状に巻いて形成され、上記巻かれたことによって形成された貫通孔の軸心が上記第１のコイルの貫通孔の軸心とほぼ一致するように、上記第１のコイルと所定の距離だけ離反して設けられた第２のコイル５と、上記第１のコイル３と上記第２のコイル５との間で、上記第１のコイル３と上記第２のコイル５とに対して、上記各貫通孔の軸心の方向に移動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材７とを有する。【選択図】　　　図１
2004076807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に巻いて形成された第１のコイルと；
環状に巻いて形成され、上記巻かれたことによって形成された貫通孔の軸心が上記第１のコイルの貫通孔の軸心とほぼ一致するように、上記第１のコイルと所定の距離だけ離反して設けられた第２のコイルと；
上記第１のコイルと上記第２のコイルとの間で、上記第１のコイルと上記第２のコイルとに対して、上記各貫通孔の軸心の方向に移動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材と；
を有することを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
スプールを移動することによって流体の流れる方向を切り替え自在な方向制御弁において、
環状に巻いて形成された第１のコイルと；
環状に巻いて形成され、上記巻かれたことによって形成された貫通孔の軸心が上記第１のコイルの貫通孔の軸心とほぼ一致するように、上記第１のコイルと所定の距離だけ離反して設けられた第２のコイルと；
上記第１のコイルと上記第２のコイルとの間で、上記第１のコイルと上記第２のコイルとに対して、上記各貫通孔の軸心の方向に移動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材と；
を有し、上記スプールは上記可動部材に連動連結されていることを特徴とする方向制御弁。
【請求項３】
弁座に対して係合・離反する方向に往復移動自在なポペット弁によって流体の圧力を制御自在な圧力制御弁において、
環状に巻いて形成された第１のコイルと；
環状に巻いて形成され、上記巻かれたことによって形成された貫通孔の軸心が上記第１のコイルの貫通孔の軸心とほぼ一致するように、上記第１のコイルと所定の距離だけ離反して設けられた第２のコイルと；
上記第１のコイルと上記第２のコイルとの間で、上記第１のコイルと上記第２のコイルとに対して、上記各貫通孔の軸心の方向に移動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材と；
を有し、上記ポペット弁が上記可動部材に連動連結されて、上記弁座へ押圧されるように付勢されていることを特徴とする圧力制御弁。
【請求項４】
第１のコイルと第２のコイルとの間で往復運動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材を備えたソレノイドの制御方法において、
上記可動部材の上記一端部側と上記第１のコイルとが互いに引き合いまたは反発するときに、上記可動部材の上記他端部側と上記第２のコイルとが互いに引き合いまたは反発するように、上記第１のコイルと上記第２のコイルとに流れる電流の方向を制御することを特徴とするソレノイドの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに離反した２つのコイルとこれらのコイルの間で往復運動自在に設けられた可動部材とを備えたソレノイドおよびこのソレノイドによって動作する流体用の方向制御弁、圧力制御弁等に係り、特に、たとえば、上記可動部材の一端部側と第１のコイルとが互いに引き合うときには、上記可動部材の他端部側と第２のコイルとが互いに反発するように構成されたソレノイド等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来のソレノイドバルブ１００の概略構成を示す断面図である。
【０００３】
ソレノイドバルブ（方向制御弁）１００は、油圧回路において作動油の流れ（流路）を切り替えるために使用されるものであり、ソレノイドバルブ本体１０２内で、ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向に往復運動自在なスプール１０４を、上記ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向の両端部側のそれぞれに設けた各コイル１０６Ａ、１０６Ｂを励磁することによって移動し、上記作動油の流れ方向を切り替えるものである。
【０００４】
ここで、ソレノイドバルブ本体１０２内には、ＴポートＴ１を介してたとえば油圧タンクのドレインポートとつながるＴポート用部屋１０８と、ＡポートＡ１を介してたとえばシリンダのポートとつながるＡポート用部屋１１０と、ＰポートＰ１を介してたとえば上記油圧タンクに設けられた油圧ポンプの圧縮作動油吐出口とつながるＰポート用部屋１１２と、ＢポートＢ１を介してたとえば上記シリンダの他のポートとつながるＢポート用部屋１１４と、ＴポートＴ２を介してたとえば上記油圧タンクのドレインポートとつながるＴポート用部屋１１６とが設けられている。
【０００５】
上記各部屋１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、上記ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向に沿って、Ｔポート用部屋１０８、Ａポート用部屋１１０、Ｐポート用部屋１１２、Ｂポート用部屋１１４、Ｔポート用部屋１１６の順に配置されている。なお、上記Ｔポート用部屋１０８と、上記Ｔポート用部屋１１６とは、上記ソレノイドバルブ本体１０２内に設けられた流路を介して互いにつながっている。
【０００６】
Ｔポート用部屋１０８とＡポート用部屋１１０との間には、ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向に沿って軸心が設けられた円筒状の貫通孔で構成されたランド部１１８Ａが設けられ、Ａポート用部屋１１０とＰポート用部屋１１２との間には、ランド部１１８Ａと同様にランド部１１８Ｂが設けられ、Ｐポート用部屋１１２とＢポート用部屋１１４との間には、ランド部１１８Ａと同様にランド部１１８Ｃが設けられ、Ｂポート用部屋１１４とＴポート用部屋１１６との間には、ランド部１１８Ａと同様にランド部１１８Ｄが設けられている。
【０００７】
なお、上記各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄの内径はほぼ同一であり、上記各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄは、これらの各軸心が互いにほぼ一致するように、ほぼ一直線状に配置されている。
【０００８】
また、上記各部屋１０８、１１０、１１２、１１４、１１６と上記各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄとは、ソレノイドバルブ１０２の長手方向に直角な平面であって、上記ソレノイドバルブ１０２の長手方向の中心位置を通過する平面に対して、ほぼ対称に設けられている。
【０００９】
また、上記各ポートＴ１、Ａ１、Ｐ１、Ｂ１、Ｔ２を介して、ソレノイドバルブ本体１０２の外部につながっていることを除いては、上記各部屋１０８、１１０、１１２、１１４、１１６は、ソレノイドバルブ本体１０２の外部とは遮断され、作動油がソレノイドバルブ本体１０２の外部には漏れないようになっている。
【００１０】
上記スプール１０４は、互いの形状がほぼ等しい円筒状の摺動部１０４Ａと摺動部１０４Ｂとを備え、上記各摺動部１０４Ａ、１０４Ｂは、これらの直径よりも小さい直径の円筒状部材で形成された連結部１０４Ｃを介して、互いに一体的に接続されている。なお、摺動部１０４Ａ、摺動部１０４Ｂ、連結部１０４Ｃの軸心は互いに一致している。
【００１１】
スプール１０４の軸方向の両端部側のそれぞれには、図８に示すように、スプール１０４をソレノイドバルブ本体１０２の長手方向の中立位置（ほぼ中央の位置）に付勢している圧縮バネ１２０Ａと圧縮バネ１２０Ｂとが設けられている。
【００１２】
ここで、圧縮バネ１２０Ａの一端部側は、押圧部材１２２Ａを介して、スプール１０４の摺動部１０４Ｂ側の一端部に接し、上記圧縮バネ１２０Ａの他端部側は、Ｔポート用部屋１１６をソレノイドバルブ本体１０２の外部から遮断するためにソレノイドバルブ本体１０２の長手方向の一端部側に設けられた遮断部材１２４Ａに接している。そして、スプール１０４が、ソレノイドバルブ本体１０２の上記一端部側から離反する方向に、スプール１０４を付勢している。
【００１３】
圧縮バネ１２０Ｂの一端部側は、押圧部材１２２Ｂを介して、スプール１０４の摺動部１０４Ａ側の一端部に接し、上記圧縮バネ１２０Ｂの他端部側は、Ｔポート用部屋１０８をソレノイドバルブ本体１０２の外部から遮断するためにソレノイドバルブ本体１０２の長手方向の他端部側に設けられた遮断部材１２４Ｂに接している。そして、スプール１０４が、ソレノイドバルブ本体１０２の上記他端部側から離反する方向に、スプール１０４を付勢している。
【００１４】
このように、ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向の両端部側から付勢されていることにより、スプール１０４は、上記中立位置からは容易に移動できないようになっている。
【００１５】
図８に示すように、スプール１０４が上記中立位置に存在している状態では、上記摺動部１０４Ａが、上記ランド部１１８Ａと上記ランド部１１８Ｂとに摺動嵌合し、上記摺動部１０４Ｂが、ランド部１１８Ｃとランド部１１８Ｄとに摺動嵌合し、上記スプール１０４は、上記ソレノイドバルブ本体１０２の内部で、上記ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向に移動自在になっている。なお、各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄの内径は、各摺動部１０４Ａ、１０４Ｂの外径よりも僅かに大きく形成されている。
【００１６】
そして、スプール１０４が上記中立位置に存在している状態では、スプール１０４の摺動部１０４Ａとランド部１１８Ａとによって遮断されているので、スプール１０４の摺動部１０４Ａとランド部１１８Ａとの間の僅かな隙間を通って作動油が流れる以外は、上記Ｔポート用部屋１０８と上記Ａポート用部屋１１０との相互間では、作動油が流れないようになっている。
【００１７】
同様に、上記Ａポート用部屋１１０と上記Ｐポート用部屋１１２との相互間、上記Ｐポート用部屋１１２と上記Ｂポート用部屋１１４との相互間、上記Ｂポート用部屋１１４と上記Ｔポート用部屋１１６との相互間においても、作動油が流れない（漏れない）ようになっている。
【００１８】
ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向の一端部側には、環状に巻いて形成されたコイル１０６Ａが、このコイル１０６Ａを包み込んでコイル１０６Ａの外周を覆っている固定鉄心１２６Ａを介して、上記ソレノイドバルブ本体１０２に一体的に設けられ、また、上記環状に巻かれたことによって形成されたコイル１０６Ａ貫通孔の軸心が、スプール１０４や各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄの軸心とほぼ一致している。
【００１９】
固定鉄心１２６Ａには、コイル１０６Ａの上記貫通孔と軸心が一致する貫通孔が設けられており、この貫通孔内部と上記コイル１０６Ａの貫通孔の内部とには、棒状の可動鉄心１２８Ａが、上記コイル１０６Ａや上記固定鉄心１２６Ａに対して、上記各貫通孔の軸方向に移動自在に設けられている。なお、上記可動鉄心１２８Ａの一端部側は、上記固定鉄心１２６Ａの貫通孔と上記コイル１０６Ａの貫通孔との内部に入り込み、上記可動鉄心１２８Ａの他端部側は、上記各貫通穴からは突出し、この突出している部分に板状の被吸引部１３０Ａを備えている。
【００２０】
そして、上記被吸着部１３０Ａは、上記固定鉄心１２６Ａの一端部（ソレノイドバルブ本体１０２の側とは反対側に位置している端部）から、所定の距離だけ離反している。
【００２１】
また、ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向の一端部側に設けられた遮断部材１２４Ａには、棒状のプッシュピン１３２Ａが、上記ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向に移動自在に設けられており、上記プッシュピン１３２Ａの一端部側は、スプール１０４の摺動部１０４Ｂ側の端部近傍まで延びており、上記プッシュピン１３２Ａの他端部側は、コイル１０６Ａや固定鉄心１２６Ａの上記貫通孔に入り込み、可動鉄心１２８Ａの上記一端部の近傍まで延びている。
【００２２】
なお、固定鉄心１２６Ａ等は、ソレノイドバルブ本体１０２に一体的に固定されたカバー１３４Ａによって覆われている。
【００２３】
また、コイル１０６Ｂ、固定鉄心１２６Ｂ、被吸引部１３０Ｂを備えた可動鉄心１２８Ｂ、プッシュピン１３２Ｂ、カバー１３４Ｂは、ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向に直角な平面であって、ソレノイドバルブ本体１０２の長手方向の中心を通過する平面に対して、上記コイル１０６Ａ、上記固定鉄心１２６Ａ、上記可動鉄心１２８Ａ、上記プッシュピン１３２Ａ、上記カバー１３４Ａとほぼ対称に、ソレノイドバルブ本体１０２の他端部側に設けられている。
【００２４】
次に、ソレノイドバルブ１００の動作について説明する。
【００２５】
なお、説明の便宜上、ソレノイドバルブ１００のタンクポートＴ１、Ｔ２は、たとえば、油圧タンクのタンクポート（油圧がかかっていないポート）に接続され、ＡポートＡ１は、シリンダＣＬ１のポートに接続され、ＰポートＰ１は、上記油圧タンクに設けられ、圧縮された作動油を供給可能な油圧ポンプの作動油吐出口に接続され、ＢポートＢ１は、上記シリンダＣＬ１の他のポートに接続されているものとする。
【００２６】
ソレノイドバルブ１００のコイル１０６Ａと、コイル１０６Ｂとの両方に、電流が流れていない状態（常態）においては、上述のように、各圧縮バネ１２０Ａ、１２０Ｂで付勢されて、スプール１０４が上記中立位置に存在している。
【００２７】
上記中立位置にスプール１０４が存在していることにより、ＰポートＰ１とつながっているＰポート用部屋１１２が、この両隣にそれぞれ位置しているＡポート用部屋１１０、Ｂポート用部屋１１４とは遮断されている。そして、ＰポートＰ１を介してソレノイドバルブ１００のＰポート用部屋１１２に供給された圧縮作動油は、Ａポート用部屋１１０、Ｂポート用部屋１１４のいずれにも、流れないようになっている。
【００２８】
したがって、シリンダＣＬ１には圧縮作動油は供給されず、シリンダＣＬ１のピストンＣＬ１ＢおよびピストンロッドＣＬ１Ｃと、シリンダＣＬ１の本体ＣＬ１Ａとの間の相対的な運動は発生しない。
【００２９】
次に、コイル１０６Ｂには電流を流さないで、コイル１０６Ａに電流を流すと、固定鉄心１２６Ａが磁化し、可動鉄心１２８Ａの被吸引部１３０Ａを吸着する。これによって、可動鉄心１２８Ａが図６の左の方向（矢印ＡＲ８１の方向）に移動し、可動鉄心１２８Ａの一端部側が、プッシュピン１３２Ａの他端部側と接触し、プッシュピン１３２を矢印ＡＲ８１の方向に押し、プッシュピン１３２Ａの一端部が、摺動部１０４Ａ側のスプール１０４の一端部側に接触し、スプール１０４を矢印ＡＲ８１の方向に押し、スプール１０４が矢印ＡＲ８１の方向に移動する。
【００３０】
なお、スプール１０４が上記移動をする場合、圧縮バネ１２０Ｂの付勢力よりも、可動鉄心１２８Ａの被吸引部１３０Ａを吸着する力のほうが大きく、圧縮バネ１２０Ｂは、スプール１０４に押されて圧縮される。
【００３１】
スプール１０４の矢印ＡＲ８１方向への移動によって、スプール１０４の摺動部１０４Ａとランド部１１８Ｂとの嵌合がはずれ、摺動部１０４Ａはランド部１１８Ａとのみ嵌合することになり、また、スプール１０４の摺動部１０４Ｂとランド部１１８Ｄとの嵌合がはずれ、摺動部１０４Ｂはランド部１１８Ｃとのみ嵌合することになる。
【００３２】
そして、Ａポート用部屋１１０とＰポート用部屋１１２とが互いにつながり、Ｂポート用部屋１１４とＴポート用部屋１１６とが互いにつながる。
【００３３】
Ｐポート用部屋１１２からＡポート用部屋１１０に圧縮作動油が流れ、この圧縮作動油はＡポートＡ１を介してシリンダＣＬ１に供給される。そして、シリンダＣＬ１のピストンＣＬ１ＢやピストンロッドＣＬ１Ｃが、シリンダ本体ＣＬ１Ａに対して、矢印ＡＲ８２の方向へ移動する。
【００３４】
また、このときに、ＢポートＢ１を介してシリンダＣＬ１から作動油がＢポーと用部屋１１４に戻ってくる。この戻ってきた作動油は、Ｔポート用部屋１１６に流れ、ＴポートＴ２を介して上記油圧ユニットに戻る。
【００３５】
次に、コイル１０６Ａに流れている電流を遮断すると、圧縮バネ１２０Ｂがスプール１０４を、矢印ＡＲ８１とは反対の方向に押して、上記常態にもどり、上記各部屋１０８、１１０、１１２、１１４、１１８同士の間が互いに遮断される。
【００３６】
コイル１０６Ａに電流を流さないでコイル１０６Ｂに電流を流した場合も、上述のようにコイル１０６Ｂに電流を流さないでコイル１０６Ａに電流を流した場合とほぼ同様に動作する。ただし、圧縮作動油がＰポート用部屋１１２からＢポート用部屋１１４に流れるので、シリンダＣＬ１のピストンＣＬ１ＢやピストンロッドＣＬ１Ｃが、シリンダ本体ＣＬ１Ａに対して、矢印ＡＲ８３（矢印ＡＲ８２とは逆の方向）の方向に移動する。
【００３７】
次に、従来のリリーフ弁について説明する。
【００３８】
図９は、従来のリリーフ弁２００の概略構成を示す断面図である。
【００３９】
リリーフ弁２００は、油圧回路のたとえば配管内において、作動油の圧力が所定の値を超えたときに、上記配管内の作動油の一部をたとえば油圧タンクのタンクポート（圧力がかかっていないポート）に逃がして（排出して）、上記配管内の作動油の圧力が上記所定の値を超えないようにするために、上記配管に接続されて使用されるものであり、リリーフ弁本体２０２内に設けられ、圧縮バネで構成された圧力調整バネ２０４でポペット弁２０６を弁座２０８に付勢して押し付けておくと共に、上記配管内の圧力が所定の圧力以上になったときには、上記所定の値以上の圧力によって、上記ポペット弁２０６を上記弁座２０８から離反させて、この離反されたときに生じた隙間から、作動油の一部を逃がすことによって、上記配管内の圧力が、所定の値を超えないようにするものである。
【００４０】
ここで、リリーフ弁本体２０２内には、このリリーフ弁本体２０２の長手方向の一端部側から上記長手方向に沿って、順にＴポート用部屋２１０、一次圧室２１２、円筒状の二次圧室２１４、この二次圧室２１４よりも径が小さく、円筒状のポペット弁後側に位置した部屋（ポペット弁後側部屋）２１６が設けられている。
【００４１】
また、Ｔポート用部屋２１０、一次圧室２１２、二次圧室２１４、ポペット弁後側部屋２１６内には、円筒状の主弁２１８が、上記リリーフ弁本体２０２の長手方向に沿って長く、しかも、上記長手方向に移動自在に設けられている。なお、円筒状の上記二次圧室２１４の軸心と、円筒状の上記ポペット弁後側部屋２１６の軸心と、円筒状の上記主弁２１８の軸心とは、互いにほぼ一致している。
【００４２】
主弁２１８の一端部側には、Ｔポート用部屋２１０と一次圧室２１２との間に設けられている弁座２２０と接触嵌合して、上記一次圧室２１２から上記Ｔポート用部屋２１０へ作動油が流れこまないように規制している弁部２１８Ａが設けられ、上記主弁２１８の中間部には、円筒状の上記二次圧室２１４の内周面と摺動嵌合している円筒状のピストン部２１８Ｂが設けられ、上記主弁２１８の他端部側には、円筒状の上記ポペット弁後側部屋２１６の内周面と摺動嵌合している円筒状の摺動部２１８Ｃが設けられている。
【００４３】
このように摺動嵌合していることによって、主弁２１８はリリーフバルブ本体２０２内を、リリーフバルブ本体２０２の長手方向に移動自在になっている。また、一次圧室２１２と二次圧室２１４とは、上記ピストン部２１８Ｂによって互いに仕切られ、二次圧室２１４とポペット弁後側部屋２１６とは、上記摺動部２１８Ｃによって互いに仕切られている。
【００４４】
主弁２１８の上記ピストン部２１８Ｂには、一次圧室２１２と二次圧室２１４とを互いにつないでいる小径のチョーク孔２１８Ｄが設けられ、主弁２１８の軸心には、上記主弁の一端部から他端部に貫通している貫通孔２１８Ｅが設けられ、ポペット弁後側部屋２１６と、Ｔポート用部屋２００とを互いにつないでいる。
【００４５】
上記主弁２１８の弁部２１８Ａを押圧して弁座２２０に接触させ、一次圧室２１２からＴポート用部屋２１０に作動油が流れないようにするために、上記主弁２１８を二次圧室２１４から一次圧室２１２の方向に（図９の下方向）押圧付勢するための主スプリング２２２が、ポペット弁後側部屋２１６内に設けられている。
【００４６】
リリーフバルブ本体２０２の長手方向の他端部側であって、この他端部側とポペット弁後側部屋２１６との間には、上記リリーフバルブ本体２０２の長手方向と交差する方向に、この交差方向の一端部側から順に、ポペット弁前側部屋２２４、円筒形状の圧力調整バネ収納室２２６とが設けられている。なお、上記圧力調整バネ収納室２２６と上記ポペット弁後側部屋２１６とは互いにつながっている。また、ポペット弁前側部屋２２４と上記二次圧室２１４とは、リリーフ弁本体２０２に設けられた貫通孔２２８を介して互いにつながっている。
【００４７】
圧力調整バネ収納室２２６内にはポペット弁２０６が、圧力調整バネ収納室２２６の長手方向に移動自在に設けられ、ポペット弁２０６の一端部側の円錐状の弁部２０６Ａが、ポペット弁前側部屋２２４と圧力調整バネ収納室２２６との間に設けられた弁座２０８と接触嵌合し、ポペット弁前側部屋２２４から圧力調整バネ収納室２１６には作動油が容易には流れないようになっている。
【００４８】
ポペット弁２０６の他端部側と、圧力調整バネ収納室２２６の一端部側（ポペット弁前側部屋２２４とは反対側の端部側）に設けられた押圧部材２３０との間には、ポペット弁２０６の円錐状部２０６Ａを、弁座２０８に押圧付勢するための圧力調整バネ２０４が設けられている。
【００４９】
なお、上記圧力調整バネ２０４は、圧力調整バネ収納室２２６内で、上記圧力調整バネ収納室２２６の長手方向に移動自在に設けられた押圧部材２３０と、上記ポペット弁２０６との間に設けられており、上記押圧部材２３０の端部（上記圧力調整バネ２０４と接している端部とは反対側の端部）側は、リリーフバルブ２０２本体に螺合している押圧ネジ２３２で押されている。なお、押圧ネジ２３２の一端部（リリーフバルブ本体２０２の外側の端部）側には、リリーフバルブ２００のオペレータが、このリリーフバルブ２００の作動圧力（一次圧室２１２からＴポート用部屋２１０２３４に作動油が流れ始めるときの一次圧室２１２内の圧力）を設定するための圧力調整ハンドルが設けられている。
【００５０】
次に、リリーフバルブ２００の動作について説明する。
【００５１】
なお、説明の便宜上、リリーフバルブ２００のタンクポートＴ３は、たとえば、油圧タンクのタンクポート（圧力がかかっていないポート）接続され、ＡポートＡ２は、シリンダＣＬ２ポートに接続され、ＰポートＰ２は、上記油圧タンクに設けられ、圧縮された作動油を供給可能な油圧ポンプの作動油吐出口に接続されているものとする。
【００５２】
そして、図９に示す状態、すなわち、一次圧室２０２内の作動油の圧力は所定の値を超えていない状態（常態）においては、互いにつながっている一次圧室２１２と、二次圧室２１４と、ポペット弁前側部屋２２４とは、同じ圧力に保たれており、ポペット弁２０６の弁部２０６Ａと弁座２０８とによって、ポペット弁前側部屋２２４とポペット弁後側部屋２１６との間が遮断され、ポペット弁前側部屋２２４からポペット弁後側部屋２１６へは作動油が流れない。また、Ｔポート用部屋２１０が、油圧タンクのタンクポートにつながっているので、圧力調整バネ収納室２２６と、ポペット弁後側部屋２１６と、Ｔポート用部屋２１０とは、ほぼ大気圧に保たれている。
【００５３】
そして、主弁２１８の弁部２１８Ａが、主スプリング２２２によって付勢されて、弁部２１８Ａが弁座２２０に押圧付勢され、一次圧室２１２とＴポート用部屋２１０との間が遮断されているので、一次圧室２１２からＴポート用部屋２１０へは、作動油が流れない。
【００５４】
したがって、一次圧室２１２内の作動油の圧力が降下することはなく、一定に保たれる。
【００５５】
次に、何らかの要因で、一次圧室２１２内の作動油の圧力が所定の値を超えた場合、この一次圧室２１２と互いにつながっているポペット弁前側部屋２２４内の作動油の圧力も上昇し、この上昇によって、ポペット弁２０６は圧力調整バネ２０４を押すとともに、弁部２０６Ａが弁座２０８から離れ、ポペット弁前側部屋２２４からポペット弁後側部屋２１６に作動油が流れ、矢印ＡＲ９１で示すように、チョーク孔２１８Ｄと二次圧室２１４と貫通孔２２８とポペット弁前側部屋２２４とポペット弁後側部屋２１６と貫通孔２１８Ｅとを通過して、一次圧室２１２からＴポート用部屋２１０へ作動油が流れる。
【００５６】
このとき、二次圧室２１４からＴポート用部屋２１０には、作動油が流れやすいが、チョーク孔２１８Ｄの内径が小さいので、一次圧室２１２から二次圧室２１４には作動油が流れにくくなっており、一次圧室２１２から二次圧室２１４に作動油が流れるときに、作動油の圧力損失が発生し、二次圧室２１４内の作動油の圧力が、一次圧室２１２内の作動油の圧力よりも低くなる。
【００５７】
上記圧力の差によって、主弁２１８が、主スプリング２２２を圧縮しつつ図９の上方向に移動し、この移動によって、主弁２１８の弁部２１８Ａが弁座２２０から離反し、一次圧室２１２からＴポート用部屋２１０へ作動油が流れることによって、一次圧室２１２の作動油の圧力が減少する。
【００５８】
続いて、一次圧室２１２の作動油の圧力が減少し、一次圧室２１２内の作動油の圧力が上記所定の値以下になった場合には、ポペット弁前側部屋２２４内の作動油の圧力も減少し、ポペット弁２０６が圧力調整バネ２０４によって押され、ポペット弁２０６の弁部２０６Ａが、弁座２０８と接触嵌合し、ポペット弁前側部屋２２４から圧力調整バネ収納室２２６には作動油が流れなくなる。
【００５９】
これによって、矢印ＡＲ９１で示すような作動油の流れはなくなり、一次圧室２１２内の作動油の圧力と二次圧室２１４内の作動油の圧力が互いにほぼ等しくなり、主弁２１８が、主スプリング２２２によって図９の下方向に押され、主弁２１８の弁部２１８Ａが、弁座２２０と接触嵌合し、一次圧室２１２からＴポート用部屋２１０へ作動油が流れなくなる。
【００６０】
なお、圧力調整ハンドル２３４を用いて押圧ネジ２３２を回して、押圧部材２３０とポペット弁２０６との間の距離を変化させることで、圧力調整バネ２０４の付勢力を変え、ポペット弁２０６の弁部２０６Ａが弁座２０８を押圧付勢する力を変えれば、リリーフ弁２００の作動圧力を変更することができる。
【００６１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のソレノイドバルブ１００では、シリンダＣＬ１に供給する作動油の流路を切り替えるために、スプール１０４を、各圧縮バネ１２０Ａ、１２０Ｂ、各コイル１０６Ａ、１０６Ｂを用いて駆動している。この駆動をする際に、スプール１０４は、上記各部屋１０８、１１０、１１２、１１４、１１８内に存在する作動油の圧力や粘度等による抵抗力に打ち勝って移動する必要がある。
【００６２】
たとえば、図８に示すように、スプール１０４が中立位置にある状態から矢印ＡＲ８１の方向に移動する場合、スプール１０４は、圧縮バネ１２０Ｂを圧縮すると共に、各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄと、スプール１０４の各摺動部１０４Ａ、１０４Ｂとの僅かな隙間に存在している作動油の粘性による摺動抵抗やこの作動油をせん断するための摺動抵抗に打ち勝って、移動する必要があり、そのためには、コイル１０６Ａが可動鉄心１２８Ａの被吸引部１３０Ａを吸引する力が、圧縮バネ１２２Ｂを圧縮する力と上記各摺動抵抗との和よりも大きい必要がある。
【００６３】
また、たとえば、スプール１０４が図８の左位置にある状態（矢印ＡＲ８１の方向に移動し終えた状態）から、上記中立位置に戻る場合、ソレノイド１０Ａとソレノイド１０６Ｂとを励磁しないで、圧縮されている圧縮バネ１２０Ｂが伸張する力のみによって、スプール１０４は移動する。
【００６４】
スプール１０４が上記中立位置に戻る場合には、圧縮されている圧縮バネ１２０Ｂが伸張する力が、作動油の粘性による摺動抵抗やこの作動油をせん断するための摺動抵抗よりも大きい必要がある。
【００６５】
したがって、多量の作動油を流すために各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄ、スプール１０４の各摺動部１４０Ａ、１４０Ｂの径を大きくし、また、作動油の粘度が何らかの要因で高くなり、また、Ｐポート用部屋１１２に供給されている作動油の圧力を高くすると、上記各摺動抵抗が大きくなるので、それに応じて、上記各圧縮バネ１２０Ａ、１２０Ｂ、上記各コイル１０６Ａ、１０６Ｂ、上記各固定鉄心１２６Ａ、１２６Ｂ、上記各可動鉄心１２８Ａ、１２８Ｂ等を大きく構成する必要がある。
【００６６】
また、各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄと、スプール１０４の各摺動部１４０Ａ、１４０Ｂとの間に僅かに存在している隙間に、微小な異物（コンタミネーション）が存在すると、各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄと、スプール１０４の各摺動部１４０Ａ、１４０Ｂとの間の摺動抵抗が一層大きくなり、上記コンタミネーションによって、ソレノイドバルブ１００の動作不良が発生するという問題がある。
【００６７】
なお、ソレノイドバルブの１００のスプール１０４が、中立位置に戻る場合、上記動作不良が特に発生しやすい。この理由は、上記中立位置に戻るときには、主に、圧縮バネ１２０Ａまたは圧縮バネ１２０Ｂの復元力によって、スプール１０４が駆動するからである。
【００６８】
また、上述のように、各ランド部１１８Ａ〜１１８Ｄ、スプール１０４の各摺動部１４０Ａ、１４０Ｂの径を大きくすると、上記コンタミネーションによって生じる上記摺動抵抗は一層大きくなる。上記スプール１０４は、上記コンタミネーションによる摺動抵抗にも打ち勝って移動しなければならない。
【００６９】
なお、上記微小な異物の侵入を防ぐためには、油圧回路中にフィルターを備えることが考えられるが、フィルターを備えることは煩雑であると共に、上記フィルターを定期的に交換する必要があり、油圧回路の保守点検が煩雑になる。
【００７０】
上記ソレノイドバルブ１００では、これに流れる作動油の流量が大きくなりまた圧力が高くなると、これに応じて、上記ソレノイドバルブ１００のスプール１０４を駆動するソレノイドの機構を大型にしなければならないという問題がある。
【００７１】
なお、パイロットタイプのソレノイドバルブを使用して、大流量の作動油の流路を切り替える方法も考えられるが、このようにすると構成が煩雑なるという欠点がある。
【００７２】
また、従来のリリーフバルブ２００（バランスピストン型リリーフバルブ；バランスシリンダー型リリーフバルブ）は、一般的に精密な作動圧力の設定をするときに使用され、上記精密な作動圧力の設定をするために、上記作動圧力を頻繁に変更しなければならない場合があり、この場合、圧力調整ハンドル２３４を用いて押圧ネジ２３２を回して、押圧部材２３０とポペット弁２０６との間の距離を変化させることで、圧力調整バネ２０４がポペット弁２０６の弁部２０６Ａが弁座２０８を押圧付勢する付勢力を変更しなければならず、作動圧力の変更が煩雑であるという問題がある。
【００７３】
なお、リリーフバルブ２００の上記作動圧力を遠隔操作によって変更する場合、リモートコントロールバルブを用いる方法が考えられるが、この場合、上記遠隔操作のための油圧回路に使用する油圧機器が増えると共に、油圧回路の構成が煩雑になり、さらに、遠隔操作による精密な作動圧力を設定するためには、上記リモートコントロール回路の配管における圧力損失をできるだけ少なくする配慮が必要であり、油圧回路の配管等の構成が煩雑になる。
【００７４】
なお、上記問題は、バランスピストン型リリーフ弁以外の圧力制御弁、たとえば、直動型のリリーフ弁、減圧弁、シーケンス弁においても発生する問題であり、また、上記各問題は、油圧作動油以外の流体、たとえば空気圧等を制御する方向制御弁や圧力制御弁においても発生する問題である。
【００７５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、小型でありながら、大きな駆動力を発生するソレノイド、作動流体中のコンタミネーションによっても動作不良が発生しにくい方向制御弁、作動流体の作動圧力の変更設定が容易である圧力制御弁を提供することを目的とする。
【００７６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、環状に巻いて形成された第１のコイルと、環状に巻いて形成され、上記巻かれたことによって形成された貫通孔の軸心が上記第１のコイルの貫通孔の軸心とほぼ一致するように、上記第１のコイルと所定の距離だけ離反して設けられた第２のコイルと、上記第１のコイルと上記第２のコイルとの間で、上記第１のコイルと上記第２のコイルとに対して、上記各貫通孔の軸心の方向に移動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材とを有するソレノイドである。
【００７７】
請求項２に記載の本発明は、スプールを移動することによって流体の流れる方向を切り替え自在な方向制御弁において、環状に巻いて形成された第１のコイルと、環状に巻いて形成され、上記巻かれたことによって形成された貫通孔の軸心が上記第１のコイルの貫通孔の軸心とほぼ一致するように、上記第１のコイルと所定の距離だけ離反して設けられた第２のコイルと、上記第１のコイルと上記第２のコイルとの間で、上記第１のコイルと上記第２のコイルとに対して、上記各貫通孔の軸心の方向に移動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材とを有し、上記スプールは上記可動部材に連動連結されている方向制御弁である。
【００７８】
請求項３に記載の本発明は、弁座に対して係合・離反する方向に往復移動自在なポペット弁によって流体の圧力を制御自在な圧力制御弁において、環状に巻いて形成された第１のコイルと、環状に巻いて形成され、上記巻かれたことによって形成された貫通孔の軸心が上記第１のコイルの貫通孔の軸心とほぼ一致するように、上記第１のコイルと所定の距離だけ離反して設けられた第２のコイルと、上記第１のコイルと上記第２のコイルとの間で、上記第１のコイルと上記第２のコイルとに対して、上記各貫通孔の軸心の方向に移動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材とを有し、上記ポペット弁が上記可動部材に連動連結されて、上記弁座へ押圧されるように付勢されている圧力制御弁である。
【００７９】
請求項４に記載の本発明は、第１のコイルと第２のコイルとの間で往復運動自在に設けられ、上記第１のコイルに対向した一端部側がＮ極またはＳ極に形成され、上記第２のコイルに対向した他端部側がＮ極またはＳ極に形成されてなる可動部材を備えたソレノイドの制御方法において、上記可動部材の上記一端部側と上記第１のコイルとが互いに引き合いまたは反発するときに、上記可動部材の上記他端部側と上記第２のコイルとが互いに引き合いまたは反発するように、上記第１のコイルと上記第２のコイルとに流れる電流の方向を制御するソレノイドの制御方法である。
【００８０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るソレノイド１の概略構成を示す断面図である。
【００８１】
ソレノイド１は、環状に巻いて形成されたコイル３と、環状に巻いて形成されたコイル５と、上記コイル３と上記コイル５との間で、移動自在な可動部材７とを具備する。ここで、上記コイル３と上記コイル５とは、ほぼ同様に構成されている。
【００８２】
コイル３は、このコイル３を包み込んでコイル３の外周を覆っている固定鉄心９を介して、上記ソレノイド１の基部（図示せず）に一体的に設けられ、コイル５も、コイル３と同様に固定鉄心１１を介して、上記ソレノイド１の基部（図示せず）に一体的に設けられている。なお、各コイル３、５を各固定鉄心９、１１で覆っている理由は、鉄でできた強磁性体によって、各コイル３、５に発生する磁力の強度を強くするためである。
【００８３】
そして、上記コイル３と上記コイル５とは、環状に巻かれたことによって形成された各貫通孔の軸心が互いに一致するように、互いが所定の距離だけ離反して設けられている。
【００８４】
また、上記固定鉄心９には、上記コイル３の貫通孔と軸心が互いに一致している貫通孔が設けられており、上記固定鉄心１１にも、上記コイル５の貫通孔と軸心が互いに一致している貫通孔が設けられている。
【００８５】
そして、上記コイル３の貫通孔の軸心と、上記固定鉄心９の貫通孔の軸心と、上記コイル５の貫通孔の軸心と、上記固定鉄心１１の貫通孔の軸心とは互いにほぼ一致し、上記固定鉄心９と上記固定鉄心１１とは、互いに所定の距離だけ離反している。
【００８６】
上記可動部材７は、上記移動自在な方向（コイル３とコイル５とが並んでいる方向）の両端部のそれぞれに、柱状（たとえば円柱状）のガイド部材１３とガイド部材１５とを、上記可動部材７に一体的に備え、上記各ガイド部材１３、１５の軸心は互いに一致している。
【００８７】
固定鉄心９の貫通孔の両端部側内周には、上記可動部材７のガイド部材１３と摺動嵌合自在な軸受け部材１７Ａ、１７Ｂが、上記固定鉄心９に一体的に設けられており、固定鉄心１１の貫通孔の両端部側内周には、上記可動部材７のガイド部材１５と摺動嵌合自在な軸受け部材１９Ａ、１９Ｂが、上記固定鉄心９に一体的に設けられている。
【００８８】
そして、可動部材７のガイド部材１３が、固定鉄心９の各軸受け部材１７Ａ、１７Ｂと摺動嵌合し、可動部材７のガイド部材１５が、固定鉄心１１の各軸受け部材１９Ａ、１９Ｂと摺動嵌合していることによって、上記可動部材７が、上記各貫通孔（コイル３、コイル５、固定鉄心９、固定鉄心１１の貫通孔）の軸心の方向（コイル３とコイル５とが並んでいる方向）に移動自在になっている。
【００８９】
また、可動部材７の可動方向の一端部側であって、コイル３に対向した一端部側がＳ極に形成され、可動部材７の可動方向の他端部側であって、コイル５に対向した他端部側がＮ極に形成されている。
【００９０】
たとえば、可動部材７は、可動部材本体部７Ａと、この可動部材本体部７Ａの上記移動自在な方向の両端部側のそれぞれに可動部材本体部７Ａに一体的に設けられ、たとえば永久磁石で構成された磁石部７Ｂと磁石部７Ｃとを備える。
【００９１】
そして、上記磁石部７Ｂの上記可動部材本体部７Ａ側がＮ極に形成され、上記磁石部７Ｂの上記可動部材本体部７Ａとは反対側（コイル３と対向する側）がＳ極に形成され、上記磁石部７Ｃの上記可動部材本体部７Ａ側がＳ極に形成され、上記磁石部７Ｃの上記可動部材本体部７Ａとは反対側（コイル５と対向する側）がＮ極に形成されている。なお、上記磁石部７Ｂと上記磁石部７Ｃとはほぼ同様に構成されているものとする。
【００９２】
制御回路２１は、ソレノイド１の各コイル３、５に流れる電流を制御することによって、上記各コイル３、５や、上記各固定鉄心９、１１に磁力を発生させ、上記可動部材７を、上記各固定鉄心９、１１に吸引し、または上記各固定鉄心９、１１から引き離すことによって、上記可動部材７を駆動するための回路である。
【００９３】
制御回路２１は、コイル３に流れる電流値を設定し、この設定に基づいて電流を制御する電流値設定回路２３Ａと、上記コイル３に流れる電流の方向を設定する電流方向設定回路２５Ａと、コイル５に流れる電流値を設定し、この設定に基づいて電流を制御する電流値設定回路２３Ｂと、上記コイル５に流れる電流の方向を設定する電流方向設定回路２５Ｂと、上記各回路に電力を供給する電源２７とを具備する。
【００９４】
そして、電源２７から供給された電力が、電流方向設定回路２５Ａと電流値設定回路２３Ａとを経てコイル３に供給され、また、電源２７から供給された電力が、電流方向設定回路２５Ｂと電流値設定回路２３Ｂとを経てコイル５に供給されるようになっている。
【００９５】
次に、ソレノイド１の動作について説明する。
【００９６】
まず、図１に示すように、可動部材７が中立位置に存在している状態、すなわち、可動部材７の固定鉄心９側の端面７Ｄと固定鉄心９の可動部材７側の端面９Ａとの間の距離と、可動部材７の固定鉄心１１側の端面７Ｅと固定鉄心１１の可動部材７側の端面１１Ａとの間の距離とが互いにほぼ等しい状態を初期状態とする。
【００９７】
ここで、図２に示すように、固定鉄心９の可動部材７側の端面９ＡがＮ極になるような電流をコイル３に流すと共に、固定鉄心１１の可動部材７側の端面１１ＡがＮ極になるような電流をコイル５に流すと、上記端面９Ａと上記端面７Ｄとが互いに引き合い、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとが互いに反発する。
【００９８】
そして、可動部材７が、各固定鉄心９、１１に対して、相対的に、図１に示す矢印ＡＲ１１の方向（上記端面９Ａと上記端面７Ｄとの間の距離が小さくなり、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとの間の距離が大きくなる方向）に移動する。
【００９９】
次に、図３に示すように、上記端面９ＡがＳ極になるような電流をコイル３に流すと共に、上記端面１１ＡがＳ極になるような電流をコイル５に流すと、上記端面９Ａと上記端面７Ｄとが互いに反発し、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとが互いに引き合う。
【０１００】
そして、可動部材７が、各固定鉄心９、１１に対して、相対的に、図１に示す矢印ＡＲ１２の方向（上記端面９Ａと上記端面７Ｄとの間の距離が大きくなり、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとの間の距離が小さくなる方向）に移動する。
【０１０１】
また、上記初期状態に復帰する場合には、上記端面９ＡがＳ極になるような電流をコイル３に流すと共に、上記端面１１ＡがＮ極になるような電流をコイル５に流すと、上記端面９Ａと上記端面７Ｄとが互いに反発し、しかも、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとが互いに反発し合う。
【０１０２】
そして、上記端面９Ａと上記端面７Ｄとの間の距離と、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとの間の距離とがほぼ等しくなり、可動部材７が、中立位置に復帰する。この場合、上記端面９Ａと上記端面７Ｄとの間に働く反発力と、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとの間に働く反発力とはほぼ等しいことを要する。
【０１０３】
なお、上記各反発力が等しくない場合には、可動部材７は、固定鉄心９、１１のうちで、いずれかに近い位置で停止する。たとえば、上記端面９Ａと上記端面７Ｄとの間に働く反発力が、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとの間に働く反発力よりも大きい場合には、可動部材７は、固定鉄心１１に近い位置で停止する。
【０１０４】
また、上記吸引力と上記反発力とは、「Ｆ＝Ｃ０ｉＬ／ｘ２」という式で、概略的に表すことができる。ここで、「Ｆ」は、上記吸引力や反発力、すなわち磁気力を示し、「Ｃ０」は比例定数を示し、「ｉ」はコイル３やコイル５に流れる電流を示し、「Ｌ」はコイルを形成している導線の長さを示し、「ｘ」は、可動部材７の固定鉄心９側の端面７Ｄと固定鉄心９の可動部材７側の端面９Ａとの間の距離や、可動部材７の固定鉄心１１側の端面７Ｅと固定鉄心１１の可動部材７側の端面１１Ａとの間の距離を示す。
【０１０５】
ソレノイド１によれば、可動部材７が駆動するときに、可動部材７の一端部側が固定鉄心と引き合い、可動部材７の他端部側が他の固定鉄心と反発し合うので、大きな力で可動部材７が移動し、小型でありながら、大きな駆動力を発生することができる。
【０１０６】
また、ソレノイド１によれば、可動部材７が中立位置に戻るときに、可動部材７の一端部側が固定鉄心と反発し合い、可動部材７の他端部側も他の固定鉄心と反発し合うので、可動部材７が中立位置に戻るときの復元力を大きくすることができる。
【０１０７】
また、ソレノイド１において、コイル３やコイル５に流す電流値を制御すれば、可動部材７の移動速度を制御することができる。加えて、コイル３やコイル５に流す電流の方向も制御すれば、可動部材７の移動速度や移動するときの力を一層緻密に制御することができる。
【０１０８】
たとえば、固定鉄心９の可動部材７側の端面９ＡがＳ極になるような電流をコイル３に流すと共に、固定鉄心１１の可動部材７側の端面１１ＡがＮ極になるような電流をコイル５に流していることによって、可動部材７が図１に示す中立位置に存在している状態から、コイル３に流れている電流を除々に減少させれば、図１に示す中立位置から矢印ＡＲ１１の方向に可動部材７を、除々に移動させることができる。
【０１０９】
すなわち、上記可動部材７の一端部側と上記コイル３の固定鉄心９とが互いに引き合いまたは反発するときに、上記可動部材７の上記他端部側と上記コイル５の固定鉄心１１とが互いに引き合いまたは反発するように、上記コイル３と上記コイル５とに流れる電流の方向や電流値を制御すれば、上記可動部材７の移動方向を制御でき、また、上記可動部材７が移動するときに発生する力と、上記可動部材７の移動速度とを緻密に制御することができる。
【０１１０】
なお、ソレノイド１では、可動部材７の固定鉄心９側の端面７ＤをＳ極に構成してあるが、この端面７ＤをＮ極に構成し、可動部材７の両端面が共にＮ極になるようにしてもよい。また、可動部材７の両端面が共にＳ極になるように構成してもよい。このように構成しても、コイル３やコイル５に流れる電流の方向を制御すれば、可動部材７を駆動することができる。
【０１１１】
また、コイル３とコイル５とをほぼ同様の形態に形成する必要はなく、コイル３とコイル５とのたとえば巻き数を互いに変えて、両者のインダクタンスが互いに異なるようにしてもよい。また、磁石部７Ｂと磁石部７Ｃとを同様に構成する必要はない。
【０１１２】
［第２の実施の形態］
図４は、第２の実施の形態に係るソレノイドバルブ５１の概略構成を示す図である。
【０１１３】
ソレノイドバルブ５１は、コイル１０６Ａ、１０６Ｂ、固定鉄心１２６Ａ、１２６Ｂ、可動鉄心１２８Ａ等で構成されているソレノイドや圧縮バネ１２０Ａ、１２０Ｂを用いてスプール１０４を駆動する代わりに、第１の実施の形態に係るソレノイド１を用いて、スプール１０４を駆動している点が、従来のソレノイドバルブ１００とは異なり、その他の点は、ソレノイドバルブ１００とほぼ同様に構成されている。
【０１１４】
すなわち、ソレノイドバルブ５１は、スプール１０４の駆動方向の一端部側に、ソレノイド１を配置し、ソレノイド１３の一端部がスプール１０４と連動連結し、スプール１０４が移動できるようになっている。
【０１１５】
なお、各固定鉄心９、１１は、ソレノイドバルブ５１の本体（図示せず）に一体的に設けられている。
【０１１６】
次に、ソレノイドバルブ５１の変形例について説明する。
【０１１７】
図５は、ソレノイドバルブ５１の第１変形例に係るソレノイドバルブ５１Ａの概略構成を示す図であり、図６は、ソレノイドバルブ５１の第２変形例に係るソレノイドバルブ５１Ｂの概略構成を示す図である。
【０１１８】
ソレノイドバルブ５１Ａとソレノイドバルブ５１Ｂとは、スプール１０４をほぼ中心に設けている点が、ソレノイドバルブ５１とは異なり、その他の点はソレノイドバルブ５１とほぼ同様に構成されている。
【０１１９】
すなわち、ソレノイドバルブ５１Ａでは、スプール１０４の駆動方向の両端部側に、上記駆動方向に突出している連結部材５３Ａ、５３Ｂを備え、上記連結部材５３Ａの一端部側（スプール１０４とは反対側の端部側）に磁石部７Ｂが固定され、上記連結部材５３Ｂの一端部側（スプール１０４とは反対側の端部側）に磁石部７Ｃが固定されて、可動部材が構成されている。
【０１２０】
また、磁石部７Ｂの一端部側（スプール１０４とは反対側の端部側）には、ガイド部材１３が設けられ、磁石部７Ｃの一端部側（スプール１０４とは反対側の端部側）には、ガイド部材１５が設けられている。つまり、上記可動部材は、固定鉄心９と固定鉄心１１との間に設けられている。なお、スプール１０４の軸心、各連結部材５３Ａ、５３Ｂの軸心、各磁石部７Ｂ、７Ｃの軸心、各ガイド部材１３、１５の軸心は互いに一致している。
【０１２１】
そして、ガイド部材１３は、固定鉄心９に設けられている軸受け部材１７Ａ、１７Ｂに摺動嵌合し、ガイド部材１５は、固定鉄心１１に設けられている軸受け部材１９Ａ、１９Ｂに摺動嵌合している。
【０１２２】
また、ソレノイドバルブ５１Ｂでは、スプール１０４の駆動方向の両端部側に、上記駆動方向に突出している、円筒状の柱状部材で構成されたガイド部材５５Ａ、５５Ｂを備え、上記連結部材５５Ａの一端部側は、固定鉄心９に設けられている軸受け部材１７Ａ、１７Ｂに摺動嵌合し、さらに上記連結部材５５Ａの一端部側は、固定鉄心９の一端部側（スプール１０４とは反対側の端部側）から延出し、上記連結部材５５Ｂの一端部側は、固定鉄心１１に設けられている軸受け部材１９Ａ、１９Ｂに摺動嵌合し、さらに上記連結部材５５Ｂの一端部側は、固定鉄心１１の一端部側（スプール１０４とは反対側の端部側）から延出している。
【０１２３】
また、上記連結部材５５Ａの一端部側（スプール１０４とは反対側の端部側）には磁石部７Ｂが固定され、上記連結部材５５Ｂの一端部側（スプール１０４とは反対側の端部側）に磁石部７Ｃが固定されている。つまり、各磁石部７Ｂ、７Ｃは、固定鉄心９と固定鉄心１１との外側に設けられている。
【０１２４】
上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂによれば、第１の実施の形態に係るソレノイド、すなわち、可動部材の両端部側から磁力を用いて付勢することによって、小型であっても大きな駆動力を発生可能なソレノイドを用いて、スプール１０４を駆動し、作動油の流れる方向を切り替えるので、上記各ソレノイドバルブを５１、５１Ａ、５１Ｂを大流量の作動油が流れるように構成しても、上記各ソレノイドバルブを５１、５１Ａ、５１Ｂを構成しているソレノイドの大きさを大きく構成する必要がなくなり、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂを小型化することができる。
【０１２５】
また、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂの仕様、特に最大流量や最大圧力にあわせて、大きさの異なるソレノイドを用いて、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂを構成する必要がなくなる。
【０１２６】
また、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂによれば、第１の実施の形態に係るソレノイドを用いて、スプール１０４を駆動しているので、スプール１０４を駆動する際の駆動力を従来よりも大きくすることができ、スプール１０４の摺動部１０４Ａ、１０４Ｂとランド部１１８Ａ〜１１８Ｄの間（図８参照）の僅かな隙間に、微細なゴミ（コンタミネーション）が存在しても、このコンタミネーションによるかじり現象よって、スプール１０４が駆動不能になるおそれを少なくすることができる。
【０１２７】
したがって、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂを用いた油圧回路の作動油中のコンタミネーションを除去するためのフィルター等を削除し、また、上記作動油中のコンタミネーションを定期的に除去するための各保守作業の間隔を長くすることができる。
【０１２８】
また、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂを大流量または高圧用のソレノイドバルブにする場合でも、ソレノイドの駆動力が大きいので、パイロットバルブ形式にする必要がなく、ソレノイドでスプール１０４を直接駆動することができ、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂの構成を簡素にすることができる。
【０１２９】
また、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂのスプール１０４を中立位置に移動する場合、圧縮バネの代わりに磁力を用いて移動するので、圧縮バネを使用する場合よりも、大きな力でスプール１０４を駆動することができ、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂのスプール１０４が中立位置に復帰するときの動作不良を少なくすることができる。
【０１３０】
また、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂによれば、各ソレノイド３、５に流れる電流の量や方向を制御して、スプール１０４の移動速度を制御すれば、上記各ソレノイドバルブ５１、５１Ａ、５１Ｂによる作動油の流れ方向を切り替える際に発生するショックを少なくすることができる。
【０１３１】
［第３の実施例］
図７は、第３の実施の形態に係るリリーフ弁７１の概略構成を示す図である。
【０１３２】
リリーフ弁７１は、押圧ネジ２３２、押圧部材２３０、圧力調整バネ２０４等を用いてポペット弁２０６を弁座２０６Ａに押圧付勢する代わりに、第１の実施の形態に係るソレノイド１を用いて、ポペット弁２０６を押圧付勢している点が、従来のリリーフ弁２００とは異なり、その他の点は、リリーフ弁２００とほぼ同様に構成されている。
【０１３３】
すなわち、リリーフ弁２００は、ポペット弁２０６の一端部側（弁部２０６Ａとは反対側）が、ソレノイド１のガイド部材１５の一端部側（可動部材７とは反対の端部側）に固定され、ソレノイド１の可動部材７とポペット弁２０６とが互いに連動連結されている。なお、各固定鉄心９、１１は、リリーフ弁７１の本体（図示せず）に一体的に設けられているものとする。
【０１３４】
そして、固定鉄心９の可動部材７側の端面９ＡがＳ極になるような電流をコイル３に流すと共に、固定鉄心１１の可動部材７側の端面１１ＡがＮ極になるような電流をコイル５に流して、上記端面９Ａと上記端面７Ｄとが互いに反発し、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとが互いに反発している状態で、ガイド部材１５の一端部に設けられたポペット弁２０６の弁部２０６Ａが、所定の付勢力で付勢されて、弁座２０８に接触するようにして使用する。
【０１３５】
なお、上記付勢している状態では、上記付勢力に応じ、上記端面１１Ａと上記端面７Ｅとが互いに反発し合う力よりも、上記端面９Ａと上記端面７Ｄとが互いに反発し合う力のほうが大きくなっている。
【０１３６】
上記使用状態で、一次圧室２１２の作動油の圧力が所定の値以上になると、ポペット弁前側部屋２２４内の作動油の圧力も同様に上昇し、この上昇によって、ポペット弁２０６を弁座２０８に付勢している上記付勢力よりも、ポペット弁２０６を弁座２０８から引き離す力のほうが大きくなり、弁座２０８からポペット弁２０６が離反し、ポペット弁２０６と弁座２０８との間に隙間が生じ、この隙間を通って、ポペット弁前側部屋２２４からポペット弁後側部屋２１６に油が流れる。
【０１３７】
そして上記作動油の流れによって、一次圧室２１２の作動油の圧力が上記所定の圧力よりも低くなると、ポペット弁２０６が弁座２０８に付勢されて接触するもとの状態にもどる。
【０１３８】
すなわち、リリーフバルブ２００とほぼ同様にリリーフバルブ７１が作動する。
【０１３９】
ところで、上記ポペット弁２０６に作用する力を概略的に示すと、「Ｆ＝Ｆ１−（Ｆ２＋Ｐ）＝ＣＯｉ１Ｌ／ｘ１２−（ＣＯｉ２Ｌ／ｘ２２＋Ｐ）」となる。
【０１４０】
ここで、「Ｆ」は、ソレノイド１が、ポペット弁２０６を弁座２０８に付勢している力（図７の矢印ＡＲ７１方向の力）であり、「Ｆ１」は、可動部材７の固定鉄心９側の端面７Ｄと固定鉄心９の可動部材７側の端面９Ａとの間に働いている反発力（図７の矢印ＡＲ７１方向の力）であり、「Ｆ２」は、可動部材７の固定鉄心１１側の端面７Ｅと固定鉄心１１の可動部材７側の端面１１Ａとの間に働いている反発力（図７の矢印ＡＲ７２方向の力）であり、「Ｐ」は、ポペット弁前側部屋２２４内の作動油の圧力によって生じる力であって、弁座２８０から離れる方向（図７の矢印ＡＲ７２方向）にポペット弁２０６を押す力である。
【０１４１】
また、「Ｃ０」は比例定数を示し、「ｉ１」はコイル３に流れる電流を示し、「Ｌ」はコイル３、コイル５を形成している導線の長さを示し、「ｘ１」は、可動部材７の固定鉄心９側の端面７Ｄと固定鉄心９の可動部材７側の端面９Ａとの間の距離を示し、「ｉ２」はコイル５に流れる電流を示し、「ｘ２」は、可動部材７の固定鉄心１１側の端面７Ｅと固定鉄心１１の可動部材７側の端面１１Ａとの間の距離を示す。
【０１４２】
したがって、上記式において、「Ｆ」の値が正であれば、ポペット弁２０６は、付勢されて弁座２０８に接触しており、「Ｆ」の値が負であれば、ポペット弁２０６は、弁座２０８から離反する。
【０１４３】
また、コイル３に流れる電流「ｉ１」やコイル５に流れる電流「ｉ２」を変更することにより、上記式の「Ｆ」の値が正から負、または負から正に切り変わるときの「Ｐ」（ポペット弁２０６が弁座２８０から離れる方向に押す力）の値、すなわち、リリーフ弁７１の作動圧力を切り替えることができる。
【０１４４】
たとえば、コイル３に流れる電流を増やすこと、コイル５に流れる電流を減らすことの少なくとも一方のことをすれば、ポペット弁２０６が弁座２０８に付勢される付勢力を大きくして、リリーフ弁７１の作動圧力を高く設定することができ、逆に、コイル３に流れる電流を減らすこと、コイル５に流れる電流を増やすことの少なくとも一方のことをすれば、リリーフ弁７１の作動圧力を低く設定することができる。
【０１４５】
リリーフ弁７１によれば、各コイル３、５から発生する磁力を用いて、リリーフ弁７１の作動圧力を設定しているので、圧縮バネを用いたときよりも、広い範囲の作動圧力を設定することができる。
【０１４６】
また、リリーフ弁７１によれば、各コイル３、５に流れる電流をかえることにより、リリーフ弁７１の作動圧力を設定変更可能であるので、リリーフ弁７１の作動圧力を遠隔操作によって設定変更しやすくなっていると共に、リリーフ弁７１の作動圧力をすばやく連続的に設定変更することができる。
【０１４７】
なお、リリーフ弁７１は、バランスピストン型のリリーフ弁であるが、直動型のリリーフ弁にも、上記実施形態を適用することができる。また、減圧弁、シーケンス弁等の圧力制御弁にも上記実施形態を適用することができる。
【０１４８】
また、上記第２および第３の実施形態は、作動油以外の他の流体（空気）にも適用することができる。
【０１４９】
【発明の効果】
本発明によれば、小型でありながら、大きな駆動力を発生するソレノイドを提供することができ、作動流体中のコンタミネーションによっても動作不良が発生しにくい方向制御弁を提供することができ、また、作動流体の作動圧力の変更設定が容易である圧力制御弁を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るソレノイドの概略構成を示す断面図である。
【図２】ソレノイドの動作を示す図である。
【図３】ソレノイドの動作を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係るソレノイドバルブの概略構成を示す図である。
【図５】第１変形例に係るソレノイドバルブの概略構成を示す図である。
【図６】第２変形例に係るソレノイドバルブの概略構成を示す図である。
【図７】第３の実施の形態に係るリリーフ弁の概略構成を示す図である。
【図８】従来のソレノイドバルブの概略構成を示す断面図である。
【図９】従来のリリーフ弁の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　ソレノイドバルブ
３、５　コイル
７　可動部材
５１、５１Ａ、５１Ｂ　ソレノイドバルブ
２０６　ポペット弁
２０８　弁座
【図１】
2004076807.tif 000003
【図２】
2004076807.tif 000004
【図３】
2004076807.tif 000005
【図４】
2004076807.tif 000006
【図５】
2004076807.tif 000007
【図６】
2004076807.tif 000008
【図７】
2004076807.tif 000009
【図８】
2004076807.tif 000010
【図９】
2004076807.tif 000011