(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体を送り込む為の入口ポートと、この入口ポートの下流端開口部に形成された、この入口ポートと同心のシリンダ孔と、このシリンダ孔の内周面に開口した出口ポートと、上記シリンダ孔のうちの上記入口ポート側に設けられた、上記入口ポートの下流端開口よりも大径の小径部と、上記シリンダ孔のうちの上記入口ポートと反対側に設けられた大径部と、上記入口ポートの下流端開口と上記小径部との連続部に形成された円環状の弁座部と、上記小径部の内側に緩く挿入され、この弁座部に当接する事により上記入口ポートを塞ぎ、この弁座部から離隔する事によりこの入口ポートを開放する第一の球体と、上記大径部の内側に緩く挿入された、この第一の球体よりも大径で上記入口ポートと反対側部分でこの第一の球体と当接した第二の球体と、上記シリンダ孔に対向して設けられ、通電及びその停止に基づいて上記シリンダ孔に向け軸方向に変位する、上記第一の球体の外径よりも大きな直径を有し、この第一の球体と反対側部分で上記第二の球体に先端面を突き当てたプッシュロッドにより、この第二の球体の押圧状態を制御するソレノイドとを備えた電磁切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る電磁切換弁は、例えば各種油圧制御回路に組み込んで、この油圧制御回路の動作を安定させる為のパイロット流体の流れを制御する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば油圧クレーン等の油圧機器を制御する為の油圧制御回路には、動作を安定させる為のパイロット流体を流す必要がある。又、油圧機器の動作中にこの動作の迅速化を図る為、上記パイロット流体の流れを一時停止して、上記油圧機器に送り込まれる圧力流体（圧油）の量を多くする事も行なわれている。この様な場合に使用して上記パイロット流体の流れ状態を制御する為の電磁切換弁として従来から、図２に示す様な構造のものが使用されている。
【０００３】
シリンダ孔１の内周面には、このシリンダ孔１内にパイロット流体を送り込む為の入口ポート２と、このシリンダ孔１からパイロット流体を送り出す為の出口ポート３とを開口させている。又、上記シリンダ孔１内にはスプール４を、軸方向（図２の上下方向）に亙る変位自在に嵌装している。このスプール４の一端部（図２の下端部）には圧縮ばね５を設け、上記入口ポート２と出口ポート３とを連通させる方向の弾力を付与している。又、上記スプール４の上端面は、ソレノイド６に内蔵した鉄芯（図示省略）の端面に突き当てて、このソレノイド６への通電に基づいて上記スプール４を、上記圧縮ばね５の弾力に抗して軸方向（図２の下方）に変位させる様にしている。
【０００４】
上述の様に構成される電磁切換弁は、次の様に作用して、上記パイロット流体の流れを制御する。先ず、油圧制御回路の動作を安定させるべく、パイロット流体を流す必要がある場合には、上記ソレノイド６に通電せず、上記スプール４を上記圧縮ばね５の弾力に基づいて変位させ、上記入口ポート２と出口ポート３とを連通させる。これに対して、油圧機器の動作中にこの動作の迅速化を図る為、上記パイロット流体の流れを一時停止する場合には、上記ソレノイド６に通電し、上記スプール４を上記圧縮ばね５の弾力に抗して変位させる。この結果、上記入口ポート２と出口ポート３との連通が断たれる。この状態では、上記入口ポート２からシリンダ孔１内に送り込まれたパイロット流体は、パイロットポート７を通じて、例えばリリーフ弁を構成するパイロット弁（図示せず）の入口に送られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成され作用する従来の電磁切換弁は、ソレノイド６として、大きな駆動力を発揮できる大型のものを使用しなければならず、電磁切換弁全体としても大型化し、しかも高価になる事が避けられない。この理由は、次の通りである。入口ポート２と出口ポート３との連通を断つ為、スプール４を軸方向に変位させる為には上記ソレノイド６に、次の▲１▼〜▲３▼の抵抗に打ち勝つだけの駆動力を発揮させなければならない。
▲１▼  圧縮ばね５の弾力
▲２▼  パイロット流体の動圧
▲３▼  シリンダ孔１の内周面とスプール４の外周面との摩擦力
【０００６】
上記ソレノイド６への通電時に上記入口ポート２と出口ポート３との間の連通を確実に断つ為には、上記シリンダ孔１の内周面とスプール４の外周面との隙間を僅少にしなければならず、結果として、上記▲３▼の摩擦力が無視できない程度になる。この為、上記入口ポート２と出口ポート３とを連通させるべく、上記スプール４を変位させる為には、圧縮ばね５の弾力を大きくせざるを得ず、上記ソレノイド６に要求される駆動力が、増々大きくなってしまう。
又、上記摩擦力が過大になる事を防止しつつ、上記隙間を僅少にして、上記ソレノイド６への通電時に上記入口ポート２と出口ポート３との間で漏れが発生する事を防止する為には、上記シリンダ孔１の内径及びスプール４の外径の寸法精度を厳密に規制しなければならず、この面からもコスト増大を招く。
本発明は、この様な不都合を防止して、小型で安価な電磁切換弁を提供すべく発明したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁切換弁は、圧力流体を送り込む為の入口ポートと、この入口ポートの下流端開口部に形成された、この入口ポートと同心のシリンダ孔と、このシリンダ孔の内周面に開口した出口ポートと、上記シリンダ孔のうちの上記入口ポート側に設けられた、上記入口ポートの下流端開口よりも大径の小径部と、上記シリンダ孔のうちの上記入口ポートと反対側に設けられた大径部と、上記入口ポートの下流端開口と上記小径部との連続部に形成された円環状の弁座部と、上記小径部の内側に緩く挿入され、この弁座部に当接する事により上記入口ポートを塞ぎ、この弁座部から離隔する事によりこの入口ポートを開放する第一の球体と、上記大径部の内側に緩く挿入された、この第一の球体よりも大径で上記入口ポートと反対側部分でこの第一の球体と当接した第二の球体と、上記シリンダ孔に対向して設けられ、通電及びその停止に基づいて上記シリンダ孔に向け軸方向に変位する、上記第一の球体の外径よりも大きな直径を有し、この第一の球体と反対側部分で上記第二の球体に先端面を突き当てたプッシュロッドにより、この第二の球体の押圧状態を制御するソレノイドとを備える。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成される本発明の電磁切換弁は、次の様に作用して、入口ポートと出口ポートとの間の連通状態を切り換える。先ず、入口ポートと出口ポートとの連通を断つ場合には、ソレノイドのプッシュロッドにより、第二の球体を介して第一の球体を押圧する。この結果、この第一の球体の一部が、円環状の弁座部に押圧されて、入口ポートの下流端開口を塞ぐ。第一の球体は小径である為、この第一の球体の表面と上記弁座部とが十分に馴染んで、上記入口ポートの下流端開口を確実に塞ぐ事ができる。又、第一の球体を小径にした為、この第一の球体の表面とシリンダ孔に形成した小径部の内周面との間の隙間を十分に確保して、上記入口ポートと出口ポートとの間で十分な流体を流す事ができる。更に、上記プッシュロッドは、大径の第二の球体を介して小径の第一の球体を押圧する為、プッシュロッドの直径を第一の球体の外径よりも大きくできる。従って、このプッシュロッドの剛性を十分に確保すると共に、プッシュロッドを狭い空間に挿入する面倒をなくして、電磁切換弁の組立性を向上させる事ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。弁筐８には、この弁筐８の上端面に開口するシリンダ孔９を設けている。そして、このシリンダ孔９の奥端面（下端面）中央部に、入口ポート１０の下流端を開口させている。従って、この入口ポート１０の開口部と上記シリンダ孔９とは互いに同心である。この入口ポート１０には、圧力流体であるパイロット流体を送り込む。上記シリンダ孔９は、上記入口ポート１０側（下側）に設けられた、この入口ポート１０の下流端開口よりも大径の小径部１１と、上記シリンダ孔９のうちの上記入口ポート１０と反対側（上側）に設けられた大径部１２と、上記入口ポート１０の下流端開口と上記小径部１１との連続部に形成された円環状の弁座部１３とから成る。又、上記小径部１１の中間部内周面には、図示しないタンクに通じる出口ポート１４の上流端を、上記入口ポート１０の上流部内周面には、図示しないリリーフ弁等に通じるパイロットポート２２の上流端を、それぞれ開口させている。
【００１０】
上記シリンダ孔９の下半部に位置する上記小径部１１の内側には、比較的小径の第一の球体１５を、同じく上半部に位置する大径部１２の内側には、比較的大径の第二の球体１６を、それぞれ緩く挿入している。更に、上記弁筐８の上面にはソレノイド１７を、Ｏリング１８により上記シリンダ孔９の上端開口を液密に塞ぐ状態で固定している。このソレノイド１７は、可動鉄芯１９と、この可動鉄芯１９の一端面（下端面）にその一端面（上端面）を結合固定したプッシュロッド２０と、上記可動鉄芯１９の周囲に設けたコイル２１とを備える。上記可動鉄芯１９は、このコイル２１への通電に伴って下方に変位し、上記プッシュロッド２０を下方に押圧する。そして、このプッシュロッド２０の先端面を当接させた、上記第二の球体１６を介して、上記第一の球体１５を上記弁座部１３に押圧する。尚、上記可動鉄芯１９の一端部と上記プッシュロッド２０の一端部とは、結合固定せずに当接させるだけでも良い。
【００１１】
上述の様に構成される本発明の電磁切換弁は、次の様に作用して、入口ポート１０と出口ポート１４との間の連通状態を切り換える。先ず、パイロット流体の流れを遮断すべく、入口ポート１０と出口ポート１４との連通を断つ場合には、ソレノイド１７のコイル２１に通電し、上記可動鉄芯１９を介して上記プッシュロッド２０を下方に押圧する。そして、このプッシュロッド２０により、上記第二の球体１６を介して上記第一の球体１５を押圧する。この結果、この第一の球体１５の一部が、上記円環状の弁座部１３に押圧されて、入口ポート１０の下流端開口を塞ぐ。上記第一の球体１５は小径である為、この第一の球体１５の表面と上記弁座部１３とが十分に馴染んで、上記入口ポート１０の下流端開口を確実に塞ぐ事ができる。即ち、上記第一の球体１５の表面は、曲率が大きな球面である為、この表面が上記弁座部１３に対してくさび状に係合し、上記入口ポート１０の下流端開口を確実に塞ぐ。又、この状態で上記入口ポート１０に送り込まれたパイロット流体は、前記パイロットポート２２を通じて図示しないリリーフ弁等のパイロット弁の入口に送られる。
【００１２】
反対に、パイロット流体を流すべく、上記入口ポート１０と出口ポート１４とを互いに連通させる場合には、上記コイル２１への通電を停止する。この結果、上記入口ポート１０内に送り込まれるパイロット流体の圧力に押されて、上記第一の球体１５が上記弁座部１３から離れる。この際、上記第二の球体１６及びプッシュロッド２０は、上記第一の球体１５に押されて上方に変位し、上記入口ポート１０の下流端開口を開放する。この結果、上記入口ポート１０と出口ポート１４とが互いに連通する。
【００１３】
本発明の電磁切換弁の場合には、上記入口ポート１０の下流端開口と対向する第一の球体１５を小径にした為、この第一の球体１５の表面とシリンダ孔９に形成した小径部１１の内周面との間の隙間を十分に確保して、上記入口ポート１０と出口ポート１４との間で十分な流体を流す事ができる。更に、上記プッシュロッド２０は、大径の第二の球体１６を介して小径の第一の球体１５を押圧する為、プッシュロッド２０の直径を第一の球体１５の外径よりも大きくできる。従って、このプッシュロッド２０の剛性を十分に確保すると共に、プッシュロッド２０を狭い空間（小径部１１）に挿入する面倒をなくして、電磁切換弁の組立性を向上させる事ができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の電磁切換弁は、以上に述べた通り構成され作用するが、弁体として機能する第一の球体が変位する事に対する抵抗は軽微であり、しかも第一の球体の外径と小径部の内径とを厳密に規制する必要がない。従って、ソレノイドを大型化しなくとも、入口ポートと出口ポートとの連通状態を確実に変換できる。この結果、信頼性が高く、しかも小型且つ軽量の電磁切換弁を、安価に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す略部分断面図。
【図２】従来構造の１例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１  シリンダ孔
２  入口ポート
３  出口ポート
４  スプール
５  圧縮ばね
６  ソレノイド
７  パイロットポート
８  弁筐
９  シリンダ孔
１０  入口ポート
１１  小径部
１２  大径部
１３  弁座部
１４  出口ポート
１５  第一の球体
１６  第二の球体
１７  ソレノイド
１８  Ｏリング
１９  可動鉄芯
２０  プッシュロッド
２１  コイル
２２  パイロットポート
【図１】
0003810141.tif 000002
【図２】
0003810141.tif 000003