JP2524009Y2

JP2524009Y2 - 比例電磁弁

Info

Publication number: JP2524009Y2
Application number: JP1990029705U
Authority: JP
Inventors: 隆男小島; 誠三井上; 義光谷本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1990-03-22
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2005-03-22
Also published as: JPH03119687U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、流体制御機器に使用される比例電磁弁の
構造に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の比例電磁弁に用いられるスプール弁構
造を示す断面図であり、１はスリーブ、２はスリーブ１
内を摺動するスプール、３は流体入力通路、４は流体入
力通路端に設けられた入力ポート、５は流体排出通路、
６は排出ポート、７はスプリングである。

次に動作について説明する。スプール２は排出ポート
６を開閉する開閉ランド部2aと、この開閉ランド部2aに
相対して設けられた同一径の非開閉ランド部2bとを有
し、スプール２がスリーブ１内を摺動することで、排出
ポート６の開閉を開閉ランド部2aで行う。即ち、常に所
定の圧力の流体が、流体入力通路３を通って入力ポート
４から、開閉ランド部2aと非開閉ランド部2bとの間に流
入し、流入したところでの圧力を排出ポート６の開閉の
度合いによって調整するのである。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の比例電磁弁のスプール弁構造は以上のように構
成されているので、流体が広い通路から狭い流路たる排
出ポート６に流れ込み、その部分で流速が速くなり、開
閉ランド部2aに加わる圧力が減少する。このため開閉ラ
ンド部2aと非開閉ランド部2bの径が同一であっても、ス
プール２の軸方向の力の平衡がくずれ、第５図において
スプール２を左側方向へ動かそうとする流体力が流量の
２乗に比例して発生するという問題点が生じていた。

この考案は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、スプールの軸方向の力の釣り合いを保つこ
とができる比例電磁弁を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案に係る比例電磁弁は、排出ポートを非開閉ラ
ンド部の外側に設けた流量補正室へ接続し、排出ポート
が開いた際、この流量補正室内の流体に非開閉ランド部
を開閉ランド部方向に押す力を発生させるべく、流量補
正室の流体排出通路に絞りを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

この考案における比例電磁弁は、流量補正室とその流
体排出通路に絞りを設けることにより、スプールの非開
閉ランド部に対して開閉ランド部方向へ押圧する力を発
生させ、排出ポートを開けた時に生じるスプールの軸方
向に対する力のアンバランスを打ち消し、軸方向に対す
る力の釣り合いを保持する。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を第１図〜第４図に基づい
て説明する。

第１図及び第２図はこの実施例に係る比例電磁弁の構造
断面図を示したもので、第１図は排出ポートが閉じた状
態を、第２図は排出ポートが開いた状態をそれぞれ表し
ている。第３図は流体供給手段の性能を表すもので、流
体の流量と圧力の関係を示す図、第４図は電磁弁押圧手
段の電流値と流体出力通路の圧力の関係を示す図であ
る。

図において、１はスリーブ、２はスリーブ１内を摺動
する同一径の開閉ランド部2aと非開閉ランド部2b、及び
両ランド部より径の小さい圧力調整ランド部2cを有する
スプール、３は流体入力通路、４は流体入力通路端に設
けられた入力ポート、５は流体排出通路、６は排出ポー
ト、８は所定の圧力に制御された流体を導く流体出力通
路、９は出力ポートである。10はスプール２を軸方向に
移動させる電磁押圧手段であり、10aはロッド、10bはス
プリングである。11は非開閉ランド部2bの後側に設けら
れ流体排出通路５と接続された流量補正室、12は流量補
正室11内の流体にスプール２の非開閉ランド部2bを電磁
押圧手段10方向（図示右側方向）に押す力を発生させる
ための絞り、13は流体入力通路３に流体を供給する流体
供給手段（例えば油圧ポンプ）、14は流体出力通路８か
ら送られてくる所定圧力の流体により制御される制御手
段、15は圧力調整室、16は圧力調整通路である。

次に動作について説明する。流体供給手段13から流体
入力通路３に供給される流体の流量および圧力は、液体
供給手段13の能力により決まる。ここで、第３図は流体
供給手段13として油圧ポンプを使用した場合の当該ポン
プの性能を示すもので、縦軸に流量（1/min）、横軸に
圧力（kgf/cm²）を示し、実線１は当該ポンプの最大能
力を表わしている。上記油圧ポンプのうち流体供給手段
13として実際に使用される能力は、当該ポンプの最大能
力である上記実線１上ではなく、斜線部分で示した幅を
持った領域である。これは、一つの油圧ポンプが一つの
制御手段14に対してのみ使われるのではなく、他の複数
の制御手段に使われるため、流量及び圧力がポンプの最
大能力より減ってしまうためである。このように、油圧
ポンプの使用状態によって流量及び圧力が上記幅をもっ
て変化するので、従来のスプール弁構造（図５）では排
出ポート開の場合の開閉ランド部2aに働く流体力が大き
く変化する。本考案はこの流体力の変化による影響を極
力小さくすることを目的とする。

そして、流体入力通路３を通った流体は、スリーブ１
の内周面1aに臨んで設けられた入力ポート４から開閉ラ
ンド部2aと非開閉ランド部2bとで挟まれた圧力調整室15
に入り、第１図に示すように開閉ランド部2aが排出ポー
ト６を閉じている場合には、圧力調整室15内の液体はそ
のまま、スリーブ１の内周面1aに臨んで設けられた出力
ポート９から出力される。そして、出力ポート９から出
た流体は、流体出力通路８を通って制御手段14を制御す
る。

また、流体入力通路３を通る流体の一部は、圧力調整
通路16を通り、非開閉ランド部2bの外側に設けられた圧
力調整ランド部2cに圧力を加え、スプール２を図面右側
方向へ押している。この流体の力に対しては、電磁押圧
手段10のロッド10aが開閉ランド部2aを押すことで釣り
合うようになっている。

次に、上記制御手段14を所定の圧力値（流体供給手段
13から出る流体の圧力よりも低い値）で制御しようとす
る場合は、まず、電磁押圧手段10の電磁値をこの所定の
圧力値に応じた値に設定する。その結果、スプリング10
bの付勢力に反して、ロッド10aに上記電流値に応じた図
面右側方向への電磁力が発生し、電磁押圧手段10として
は、スプリング10bの付勢力と電磁力との差（付勢力は
電磁力より大きい）だけ開閉ランド部2aを図面左側方向
へ押す力が生じる。一方、流体供給手段（油圧ポンプ）
13から送り出され圧力調整通路16を通った流体の圧力
は、圧力調整ランド部2cを図面右側方向へ押す。この力
と電磁押圧手段10の力とがバランスする位置で、スプー
ル２が停止する。なお、調整ランド部2cの面積を他のラ
ンド部2a,2bの面積より小さく設定しているのは、液体
の圧力によるスプール２の押す力を小さく設定すること
により、この力と釣り合う電磁押圧手段10の押す力も小
さく設定することができ、これにより電磁手段10を小型
化するためである。

第２図は、流体供給手段（油圧ポンプ）13の圧力が高
過ぎる場合の図であり、調整ランド部2cを図面右側方向
に押す力と、電磁押圧手段10の制御による左方向の力と
の調整により、排出ポート６を所定開度開いた状態にす
る。すなわち、排出ポート６から圧力調整室15内の流体
を一定量排出することで、制御手段14へ送られる流体の
圧力を調整するのである。しかし、この排出ポート６が
開いた状態では、排出ポート付近において流量の二乗に
比例して圧力が減少するため、流量が多ければ多い程、
同一径である開閉ランド部2aと非開閉ランド部2bとの間
での力の釣り合いが崩れ、スプール２は図面左方向へ動
こうとする。本実施例では、排出ポート６から排出され
る流体を流体排出通路５を介して流量補正室11に送り、
絞り12により流量補正室11内の流体に補正圧力を発生さ
せる。そして、この補正圧力によりスプール２を図面右
側へ動かし、上記排出ポート付近の圧力減少による力の
不釣り合いを補正する。上述のように排出ポート12から
排出される流体の流量が多くなる程排出ポート付近の圧
力が減少しスプール２を図示左方向に動かそうとする流
体力が大きくなるが、流体排出通路５を流れる流量も増
し絞り12による流量補正室11内の補正圧力が高まるの
で、流体供給手段13の流量及び圧力の変動に応じた補正
が可能となる。

第４図は本実施例における電磁押圧手段10の電流値と
流体出力通路８の圧力との関係を示す一例であり、電流
値に対して圧力が比例関係にある。すなわち、電磁押圧
手段10の電流値を設定することにより、流体供給手段13
の圧力及び流量に関係なく、常に所望の圧力の流体を制
御手段14に送ることができるようになっている。

以上のように、本実施例によれば、排出ポート６の開
閉によって生じる流体力によりスプール２の軸方向の力
の釣り合いが崩れることなく、常に安定した圧力の流体
を制御手段14に送ることができる。また、排出ポート６
から排出される流体により圧力の補正を行うので、流体
供給手段（油圧ポンプ）13の圧力及び流量の変動に応じ
て最適な補正が行える。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、排出ポートを非開閉
ランド部の外側に設けた流量補正室へ接続し、絞りによ
り流量補正室内の流体に圧力を生じさせるようにしたの
で、スプールの軸方向の釣り合いを保持することがで
き、常に安定した圧力の流体を制御手段に送ることがで
きる。また、排出ポートから排出される流体により圧力
の補正を行なうので、流体供給手段の圧力及び流量の変
動に応じた補正を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの考案の一実施例に係る比例電磁
弁の構造断面図を示したもので、第１図は排出ポートが
閉じた状態を、第２図は排出ポートが開いた状態をそれ
ぞれ表している。第３図は本考案の流体供給手段の性能
の一例を示す図、第４図は本考案の電磁押圧手段の電流
値と流体出力通路の圧力との関係の一例を示す図、第５
図は従来の比例電磁弁に用いられるスプール弁構造を示
す断面図である。図中、１はスリーブ、２はスプール、2aは開閉ランド
部、2bは非開閉ランド部、３は流体入力通路、４は入力
ポート、５は流体排出通路、６は排出ポート、８は流体
出力通路、９は出力ポート、10は電磁押圧手段、11は流
量補正室、12は絞り、13は流体供給手段、14は制御手
段、15は圧力調整室、16は圧力調整通路である。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−9381（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−186977（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−34803（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】スリーブ内に摺動可能に配置され、少なく
とも相対して設けられた開閉ランド部及び非開閉ランド
部を有するスプールと、流体供給手段から供給される圧力流体を、上記開閉ラン
ド部と非開閉ランド部との間に設けた圧力調整室に導く
流体入力通路と、上記圧力調整室の圧力流体を外部の制御手段へ導く流体
出力通路と、上記スプールの開閉ランド部側を押圧することにより、
上記スプールを軸方向に移動させる押圧手段と、上記開閉ランド部により開閉されるべく、上記スリーブ
内周面に臨んで設けられた排出ポートとを備えた比例電
磁弁であって、上記排出ポートを上記非開閉ランド部の外側に設けた流
量補正室へ接続し、排出ポートが開いた状態において、
この流量補正室内の流体に非開閉ランド部を開閉ランド
部方向に押す力を発生させるべく、上記流量補正室下流
の流体排出通路に絞りを設けたことを特徴とする比例電
磁弁。