JPS61153078A - 高速電磁弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、流体通路を高速で開閉する高速電磁弁装置に
関する。

〔発明の背景〕

高速電磁弁は流体通路、例えば油圧回路における種々の
制御に用いられる。このような高速電磁弁は、高頻度の
切換が可能であり、又、マイクロコンピュータ等の制御
部からのディジタル信号をそのまま入力して作動するこ
とができ、さらに高頻度の切換による流量制御も可能で
あるという優れた特性を有する。以下、高速電磁弁を油
圧シリンダの駆動制御に使用した例を図により説明する
。

第４図は高速電磁弁を用いた油田回路の回路図である。

図で、１は油圧ポンプ、２はサーボシリンダである。サ
ーボシリンダ２のロッドには、図示しない可変容量油圧
ポンプのおしのけ容積可変機構、例えば斜板が連結され
ている。３はタンク、４Ａは油圧ポンプ１とサーボシリ
ンダ２のヘッド側との間に介在する高速電磁弁、４Ｂは
サーボシリンダ２のヘッド側とタンク３との間に介在す
る高速電磁弁である。

前記可変容量油圧ポンプの吐出流量を適正に制御するた
め、図示しないマイクロコンビュータカら制御信号が、
例えば高速電磁弁４人に出力されると、高速電磁弁４人
は図の下側位置に切換えられる。この結果、サーボシリ
ンダ２は、画室の受圧面積の差に応じてロッドを伸長す
る方向に駆動されて斜板の傾転量を増大（減少）させる
。逆に、制御信号が高速電磁弁４Ｂに出力され、これが
下側位置に切換えられると、サーボシリンダ２のヘッド
側はタンク３に接続され、ロッドが縮んで斜板の傾転量
は減少（増大）する。このような動作）Ｉ−ｆイクロフ
ンビュータからのディジタル信号の直接入力および高度
の応答性をもって実行される。

ところで、上記のような優れた特性を備えた高速電磁弁
は、その反面次のよ５な問題点を有する。

即ち、高速電磁弁は高速作動を達成するため、その構造
上、スプールを小径とし、かつ、そのストロークを短か
くせざるを得ない。このため、圧損が増大し、処理し得
る流量は減少し、この結果、直接制御することができる
油圧シリンダの大きさ、出力等は自づから制約される。

この問題点を解決するためには、高速電磁弁への供給圧
力を上昇させる手段があるが、この手段はエネルギ損失
が大きくなり好ましい手段ではない。又、高速電磁弁を
大型化する手段は、現在の使用電圧をそのまま適用する
場合には、さきに述べた構造上の理由から困難であり、
あえてこれを行なえば高速電磁弁の特性たる応答性を損
なうことになる。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、上記従来の問題点を解決し、流量を増大す
ることができる高速電磁弁装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、木兄ＦＩＡは、高速電磁弁
にロジック弁を結合し、ロジック弁のポヘット内に形成
された制御室と高速電磁弁の入力ポートとを連通させ、
かつ、ロジック弁の出力ポートと高速電磁弁の出力ポー
トとを連通させるように構成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る高速電磁弁装置の断百図
である。本実施例の高速電磁弁装置は図示符号５人で示
す高速電磁弁部および５Ｂで示すｑシック弁部で構成さ
れている。高速電磁弁部５人は次の部分より成る。即ち
、６は本体、７は本体６に形成された入力ポート、８は
本体６に形成された出力ポート、９は本体６に挿入され
たスリーブ、１０はスリーブ９に形成されて入力ポード
アと連通ずる通路である。１１はスリーブ９内を摺動す
るスプールであり、図示しないコイルが励磁されると図
で左方に移動する。１２はスプール１１の戻しばねであ
り、コイルが励磁されないとき、スプール１１を図示位
置に保持する。

ロジック弁部５Ｂは次の部分より成る。即ち、１３は本
体、１４は本体１３に形成された入力ポート、１５は本
体１３に形成された出力ポート、１６は入力ポートを開
閉するポペットである。

１７はポペット１６内に形成された制御室、１８は入力
ポート１４と制御室１７とをつなぐ連通小孔、１９は制
御室１７内に挿入されてポペット１６を下方に押圧する
ばねである。２０はポペット１６の上方に設けられてそ
の動きを制限するストッパ、２１はストッパ２０に形成
された通孔である。通孔２１は制御室１７と高速電磁弁
部５人の入力ポードアとを連通する。２２は出力ポート
１５と高速電磁弁部５Ａの出力ポート８とを連通ずる通
路、２３は入力ポート１４と出力ポート１５とを連通ず
る通路である。

次に、本実施例の動作を、第２図に示す油圧回路を参照
しながら説明する。第２図は第１図に示す高速電磁弁装
置を油圧回路記号を用いて示した回路図であり、第１図
に示す部分と同一部分には同一符号が付しである。今、
高速電磁弁部５への図示しないコイルが励磁されていな
いとする。この場合、スプール１１は戻しばね１２によ
り右方に押圧されて図示位置にあるので、制御室１７か
ら通孔２１、入力ポードア、通路１０、を経る油の流通
路はスプール１１の先端部により閉鎖されている。一方
、入力ポート１４に至った圧油は、連通小孔１８を通り
制御室１７に流入する。この状態で、制御室１７に加わ
る圧力と入力ポート１４の圧力とは等しくなり、ポペッ
ト１６は該ポペット１６の受圧面積差による押付は力お
よび、ばね１９のばね力により下方に押圧される。この
ため、入力ポート１４と通路２３（したがって出力ポー
ト１５）は遮断されている。

次いで、高速電磁弁部５Ａに信号が入力され、上記コイ
ルが励磁されると、スプール１１は戻しばね１２のばね
力に抗して左方へ移動する（第２図で弁５人が左側位置
に切換えられる。）。このため、制御室１７から通孔２
１、入力ポードア、通路１０、出力ポート８、通路２２
を経て出力ポート１５に至る流通路が開かれ、制御室１
７の油はこの流通路により急速に排除される。−万、入
力ポート１４の油は連通小孔１８による絞り効果により
（第２図では絞り記号で表現されている）制御室１７内
に直ちに流入することはなく、制御室１７の圧力は前記
流通路を経る油の流出により減圧され、ポペット１６０
入力ポート１４側端面に加わる圧力の方が制御室１７の
圧力およびばね１９のばね力より大きくなり、ポペット
１６は上方へ移行してストッパ２０に当接する。これに
より、入力ポート１４と通路２３とが連通し、入カポ−
）１４の油は出力ポート１５へ出力される。

これと同時に、入力ポート１４の油は連通小孔を通り【
制御室１７に流入し始め、その油は前記流通路を経て出
力ポート１５に至り、通路２３を経た油に合流する。

ここで、ロジック弁部５Ｂは、その全体構造を充分く小
型化しても、高速電磁弁の流量の２〜３倍程度の流量を
開閉することができるので、結局本実施例の高速電磁弁
装置は、高速電磁弁単体の場合に比較し、その流ｌを大
巾に増大することができる。又、その流量は、高速電磁
弁部５Ａを通って合流する油により、さらに増大する。

そして高速電磁弁部５人の応答性は、ロジック弁部５Ｂ
の結合によっても全く損なわれることはない。

第３図は本実施例の高速電磁弁装置をサーボシリンダの
駆動に使用した場合の回路図である。図で、２５Ａ、２
５Ｂはそれぞれ第１図に示すものと同じ高速電磁弁装置
であり、これらは第２図と同様に油圧回路記号を用いて
表現されており、第２図に示す部分と同一部分には同一
符号が付されている。第３図に示される回路は、第４図
に示される回路における高速電磁弁４Ａ、４ＢＫ代えて
、第１図に示される高速電磁弁装置２５Ａ、２５Ｂを用
いたものである。そして、高速電磁弁装置２５Ａ、２５
Ｂにマイクロコンピュータからの信号が印加された場合
のサーボシリンダ２の動作も第４図に示される回路の動
作と同じであるが、高速電磁弁４Ａ、４Ｂに比べて高速
電磁弁２５Ａ。

２５Ｂの流量が遥かに大きいので、サーがシリンダ２の
作動速度が速くなり、高速電磁弁４Ａ。

４Ｂを用いた場合に比較し、サーボシリンダ２の応答性
、ひいてはこのサーボシリンダ２を用いたシステム全体
の応答性は著るしく向上することになる。

このように、本実施例では、高速電磁弁部にロジック弁
部を結合して高速電磁弁装置を構成したので、応答性を
損なうことなく流量を増大することができる。又、逆に
、ロジック弁部で比較的大ぎな流量を流すことができる
ため、高速電磁弁部を小径とすることができ、これによ
り高速電磁弁部の応答性を向上させることができ、かつ
、その消費電力を低下させることができる。

なお、上記実施例において、ロジック弁部におけるポペ
ットの開閉速度は連通小孔の径の大小により左右され、
又、ロジック弁部の流量はポペットの移動を規制するス
トッパの大きさに左右されるので、使用対象となる流体
回路の条件に応じて、連通小孔の径の異なるポペット、
大きさの異なるストッパを適宜交換して使用できるよう
に構成することが可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、高速電磁弁部にロジッ
ク弁部を結合して高速電磁弁装置を構成したので、応答
性を損なうことなく流量を増大することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る高速電磁弁装置の断面図
、第２図は第１図に示す高速電磁弁装置の回路図、第３
図は第１図に示す高速電磁弁装置を用いたサーボシリン
ダの駆動回路図、第４図は従来の高速電磁弁を用いたサ
ーボシリンダの駆動回路図である。 ５Ａ・・・・・・高速電磁弁部、５Ｂ・・・・・・党シ
ック弁部、６・・・・・・本体、７・・・・・・入力ポ
ート、８・・・・・・出力ポート、１０・・・・・・通
路、１１・・・・・・スリーブ、１３・・・・・・本体
、１４・・・・・・入力ポート、１５・・・・・・出力
ポート、１６・・・・・・ポペット、１７・・・・・・
制御室、１８・・・・・・連通小孔、１９・・・・・・
ばね、２０・・・・・・ストッパ、２２゜２３・・・・
・・通路、２５人、２５Ｂ・・・・・・高速電磁弁装置
。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電磁弁入力ポート、電磁弁出力ポート、および前記電
   磁弁入力ポートと前記電磁弁出力ポートの連通路を電気
   信号に応じて高速開閉するスプールを備えた高速電磁弁
   において、ロジツク弁入力ポート、ロジツク弁出力ポー
   ト、前記ロジツク弁入力ポートと前記ロジツク弁出力ポ
   ートを開閉するポペツト、およびこのポペツト内に設け
   られ前記ロジツク弁入力ポートと小径貫通孔で連通する
   制御室を備えたロジツク弁を、前記制御室と前記電磁弁
   入力ポートを連通させ、かつ、前記ロジツク弁出力ポー
   トと前記電磁弁出力ポートを連通させて前記高速電磁弁
   に結合したことを特徴とする高速電磁弁装置。