JP2691741B2 - 電磁操作可能な弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、請求項１及び２の上位概念に記載の電磁操
作可能な弁装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の弁装置は特開昭60-132187号公報（ドイツ連
邦共和国特許出願公開第3345697号明細書）から公知で
ある。ここでは、図の下側に請求項１の上位概念による
弁装置が示され、図の上側に請求項２の上位概念による
弁装置が示されている。操作素子としてそれぞれ１つの
ダイヤフラムが役立ち、このダイヤフラムは一方の側に
それぞれ第１の面により包囲される主弁素子（29又は3
6）を保持している。パイロツト制御室は、操作素子の
第２の面を形成する他方のダイヤフラム面によりそれぞ
れ区画されている。第２の面はそれぞれ第１の面より大
きい。それぞれのダイヤフラムはパイロツト弁素子（26
又は９）も保持しており、このパイロツト弁素子は、そ
れぞれの操作電磁石の接極子に結合されるパイロツト弁
体と共にパイロツト弁を形成し、このパイロツト弁を介
して、下側に図示されている弁装置のパイロツト制御室
が動作室に接続可能であり、上側に図示されている弁装
置のパイロツト制御室が、出口に接続される出口室（1
1）に接続可能である。ダイヤフラムにこれらの素子を
設けることにより、それぞれの主弁素子とパイロツト弁
素子は、主弁の開放方向への主弁素子の運動が同時にパ
イロツト弁の閉鎖方向へのパイロツト弁素子の運動であ
るように、互いに固定的に連結されている。弁装置の操
作電磁石は、オン・オフ動作の電磁石であり、即ち接極
子が励磁又は消磁により２つの終端位置に設定されるよ
うな電磁石である。従つてそれぞれのパイロツト弁及び
それぞの主弁は、「全開」及び「全閉」の位置しか持つ
ていない。

この種の弁装置は、負荷圧力の精密調節には適してい
ない。なせならばこのような弁装置は、入口圧力と負荷
圧力との圧力差が大きいと、操作電磁石の励磁の際、開
かれる主弁を介して常に大きい流量で動作し、その結果
負荷圧力の変化の行過ぎ又は不足を生ずるからである。

可動主弁素子（18）を持つ弁（10,18）の流通断面を
連続的な電流−行程特性を持つ操作電磁石によつて精密
調節することは、欧州特許出願広告第0024877号明細書
から公知である。これは、操作電磁石の接極子に結合さ
れる弁素子の変位により行なわれ、この変位の大きさが
励磁電流の大きさに関係している。しかしこの解決策
は、弁断面と共に著しく増大する電磁石の寸法及び費用
のため、またこれらの電磁石寸法と共に増大する所要励
磁電流のため、実際上小さい流量用の弁にしか適してい
ない。

精密調節可能な流通断面を持つパイロツト弁によつて
主弁の流通断面を精密制御することは、ドイツ連邦共和
国特許出願公開第3306317号明細書から公知である。こ
の目的のためにパイロツト弁は、励磁電流に関係して操
作力を発生する操作電磁石（比例電磁石）の接極子に結
合されるパイロツト弁素子（34）を持つている。主弁に
可動主弁素子が属し、この主弁素子は操作素子（14）に
設けられている。操作素子は、第２の面に、主弁の閉鎖
方向へパイロツト制御室（24）の圧力及びばね（42）の
作用を受けている。操作素子は、第１の面に、主弁の開
放方向へ入口圧力を受け、更に第３の面に負荷圧力を受
けている。第２の面により区画されるパイロツト制御室
は、絞り接続孔（20,22）を介して、第１の面により区
画される入口室（16）に接続されている。パイロツト制
御室は、他方ではパイロツト弁を介して、操作素子の第
３の面により区画される動作室（18）に接続可能であ
る。操作電磁石の励磁によるパイロツト弁の開放の際、
特定の流通断面から、パイロツト制御室内の圧力低下の
ため、主弁の開放方向への過剰力が操作素子に生ずる。
この過剰力は、ばねを介してこのばねを圧縮しながら、
パイロツト弁素子及び操作電磁石の接極子へ作用し、こ
れらをパイロツト弁の閉鎖方向に戻して、磁力と過剰力
とを平衡させる。即ちパイロツト弁と主弁は、この場合
力によつて連結されている。従つて励磁電流が与えられ
ると、パイロツト弁及び主弁の流通断面は、過剰力又は
差圧に関係する。負荷装置が、例えば操作状態にある制
動装置のように、出口を閉じられている場合、即ち負荷
装置が入口圧力まで圧力媒体を充填可能である場合、こ
の弁装置では、励磁電流が与えられると、特定の負荷圧
力において過剰力が大きくなり、それによりまずパイロ
ツト弁が閉じられ、パイロツト制御室内の圧力の再上昇
のため、続いて主弁が閉じられる。従つてこの弁装置
は、最初に述べた弁装置のように、負荷圧力の精密調節
には適していない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の基礎になつている課題は、負荷圧力と入口圧
力とのいかなる比においても負荷圧力の精密調節を可能
にするように、最初にあげた種類の弁装置を簡単な手段
で改良することである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は、請求項１及び３に規定する弁装置によつ
て解決される。

圧力媒体源として、圧力媒体ポンプ、圧力媒体溜め、
又はこれらと本発明による弁装置との間に設けられる遮
断装置又は圧力制御装置が用いられる。

本発明は、出口の開いている負荷装置、即ち運転の際
常に（連続的に）圧力媒体を消費する負荷装置へ供給さ
れる流量の精密調節も可能にする。

本発明はいかなる圧力媒体の使用にも適している。

本発明は、パイロツト弁、主弁及び操作素子のあらゆ
る適切な種類の構成、及び操作素子における面のあらゆ
る適切な配置により、実現可能である。例えば、弁とし
てスプール弁、座付き弁及び複合弁が使用可能である。
操作素子も、例えば滑り密封片又はダイヤフラム密封片
により、また段付きピストンの形で構成することができ
る。

請求項２による構成は、出口室に大気圧が存在するこ
とを前提としている。これは、例えば出口が圧力低減空
間としての大気に直接接続されている場合である。これ
に反し、出口室内の圧力が、少なくとも一時的に例えば
ピーク圧力において、大気圧より著しく高い場合、請求
項２による構成が動作を最適化する。特に空気以外の圧
力媒体を使用するシステムにおいて普通であるように、
圧力低減空間の圧力媒体が大気圧まで圧力を低減されな
い場合、又は出口と大気圧にまで圧力を低減される圧力
低減空間との間に、長い導管又は消音装置のように動圧
を生ずる部材が設けられている場合、出口室内に一層高
い圧力を持つ使用事例が存在する。

「連続的な行程−電流特性」という用語は、少なくと
も操作電磁石の接極子の動作行程以内において、励磁電
流のそれぞれの値に接極子の特定の行程が対応している
ことを意味する。励磁電流と接極子の行程との間のこの
関係は、直線的又は漸増的又は漸減的又はその組合わせ
であつてもよい。電磁石の消磁の際接極子が繰出され、
励磁により接極子が引込み方向に移動せしめられ、従つ
て接極子が吸引されると、行程−電流特性は下降する。
これに反し、電磁石の消磁の際接極子が引込まれ、励磁
により接極子が繰出し方向に移動せしめられ、従つて接
極子が押出されると、行程−電流特性は上昇する。設計
上これらの特性は、例えば適切なやり方でばねにより接
極子へ予荷重をかけることによつて得られる。

本発明による弁装置では、動作室又は出口室と平衡室
とを接続する通路を絞り接続孔として構成することがで
きる。それにより操作素子は、急速な圧力確立段階にお
いて、圧力による作用力に関して遅れて平衡せしめら
れ、その結果操作素子自体従つて主弁は閉じる傾向を持
ち、この傾向によりそれぞれの弁装置の動作が安定化さ
れる。

請求項７ないし15には、特に製造技術的に従つて価格
的に有利な本発明の具体的な構成が記載されている。し
かし他の構成例えば操作素子を段付きピストンとして構
成することも可能である。可動主弁素子とパイロツト弁
素子を一緒に形成するか、又はそれぞれを独立して固有
の構成部材として形成することができることも、明白で
ある。

請求項１及び請求項２による弁装置を複合弁装置とな
るように組立てることができる。このような弁装置は、
それにより価格的に有利な構造で負荷装置用の圧力確立
機能（入口弁装置）及び圧力低下機能（出口弁装置）を
統合し、更に場所及び組込み費用を節約する構造の利点
をもたらす。

〔実施例〕

図面に示された実施例について本発明を以下に詳細に
説明する。

第１図は複合弁装置を示している。この複合弁装置
は、図の左側部分に、図示しない圧力媒体源とやはり図
示しない負荷装置との間の接続を制御するための電磁操
作可能な弁装置１を含んでおり、そして図の右側に、負
荷装置の圧力低減を制御するための電磁操作可能な弁装
置12を含んでいる。

弁装置１において、圧力媒体源に接続される入口室43
と、負荷装置に接続される動作室32との間に、主弁45,4
6が設けられている。主弁45,46は、可動主弁素子46とハ
ウジングに固定される弁座45とから成つている。可動主
弁素子46の運動を制御するため、符号42で示す操作素子
が設けられている。

ハウジングは、入口室43及び動作室32のほかにパイロ
ツト制御室40及び平衡室36を含んでいる。パイロツト制
御室40は、絞り接続孔34を介して入口室43に接続されて
いる。絞り接続孔34は、後述するパイロツト弁4,5と共
同作用するように、大きさを設定されている。平衡室36
は通路33を介して動作室32に接続されている。通路33は
絞り接続孔として構成されている。

操作素子42は第１の面６、第２の面35、第３の面47及
び第４の面38を持つている。なお第２の面35は第１の面
６より大きい。

操作素子42は、入口室43に属する第１の面６に、主弁
45,46の開放方向に作用する入口圧力を受けている。

操作素子42は、パイロツト制御室40に属する第２の面
35に、主弁45,46の閉鎖方向に作用するパイロツト制御
室40の圧力を受けている。更に操作素子42は、動作室32
に属する第３の面47に、主弁45,46の閉鎖方向に作用す
る負荷圧力を受けている。

操作素子42は、平衡室36に属する第４の面38に、主弁
45,46の開放方向に作用する平衡室36内の圧力を受けて
いる。この圧力は、通路33が絞り接続孔として構成され
ているため、急速な圧力上昇段階では、動作室32内の負
荷圧力と同じではない。これに反し通路33が絞り接続孔
として構成されていないと、この圧力は常に負荷圧力と
同じである。

電磁操作のため弁装置１は、接極子２を持つ操作電磁
石３と、入口室43から動作室32への流れ方向に関して主
弁45,46に対して並列に設けられるパイロツト弁4,5とを
持ち、このパイロツト弁4,5を介してパイロツト制御室4
0が動作室32に接続可能である。操作電磁石３は連続的
な電流−行程特性を持つている。パイロツト弁4,5は、
可動パイロツト弁素子としてのパイロツト弁座５と、操
作電磁石３の接極子２に結合されるパイロツト弁体４と
により形成れている。主弁の可動弁素子46とパイロツト
弁座５は固定的に連結されて、主弁45,46の開放方向
（図では上方）への可動弁素子46の運動が、同時にパイ
ロツト弁4,5の閉鎖方向におけるパイロツト弁座５の運
動となつている。

構造的に、上述した部材は次のように構成されてい
る。

操作素子42は、列をなして配置されかつ軸部41を介し
て固定的に互いに結合される２つのピストン部分44及び
39から成るピストンとして構成されている。図において
上方にある一方のピストン部分44の下側に第１の面６が
設けられ、図において下方にある他方のピストン部分39
の上側に第２の面35が設けられている。こうして第１の
面６と第２の面35は互いに対向している。第１の面６は
弁座45により包囲され、この弁座45は面６の大きさを規
定し、かつ同時に固定主弁素子として役立つ。一方のピ
ストン部分44の上側には第３の面47も設けられている。
この面47は主弁45,46の閉鎖方向に負荷圧力を受けてい
るので、後述する機能を妨げる力がこの面47に生ずる。
これを回避するために、他方のピストン部分39の下側に
第４の面38が設けられている。この面38は、後述する理
由から、第３の面47より少し大きい。第３の面47は、パ
イロツト弁4,5のパイロツト弁素子を形成する弁座５を
包囲している。このようにパイロツト弁素子５及び主弁
素子46が一方のピストン部分44に設けられているので、
前述した固定的連結が行なわれる。それぞれの室に属す
る面６又は35又は47又は38は、それぞれの室を区画して
いる。パイロツト弁座５の内側に、軸部41及び一方のピ
ストン部分44を貫通する通路37が開口しており、この通
路37は、符号をつけてない横穴を介してパイロツト制御
室40に接続され、パイロツト弁4,5の開かれる際パイロ
ツト制御室40と動作室32との接続を行なう。他方のピス
トン部分39は、軸線方向に移動可能にハウジング内に密
封されて案内され、かつ符号をつけてない密封片により
パイロツト制御室40と平衡室36を分離している。パイロ
ツト制御室40と入口室43との間の絞り接続孔34はハウジ
ング穴として形成されている。

操作電磁石３は下降する行程−電流特性で構成されて
いる。この特性は、例えば図示してない公知のやり方
で、ばねにより接極子２へこの接極子の繰出し方向に予
荷重をかけることによつて生ぜしめられる。操作電磁石
３の上方へ引込み可能な接極子２は、図において操作素
子42により上に設けられ、即ち繰出された状態で接極子
２のパイロツト弁体４が、パイロツト弁素子として役立
つ弁座５を押し、かつ主弁素子として役立つ弁体46を弁
座45へ押付けるか、又は負荷圧力の高さに応じて弁座45
の方向へ押し、それによりパイロツト弁4,5を閉じる。
その際接極子２から主弁操作素子42へ及ぼされる力は、
丁度パイロツト弁4,5を確実に閉じる程度の大きさであ
る。

以下の動作説明のために、まず操作電磁石３が操作装
置により可変励磁電流で励磁可能であり、かつ負荷圧力
が圧力センサによつて監視され、この圧力センサの圧力
に関係する信号が、励磁電流の供給又は遮断及び（又
は）調節又は再調整のため、操作装置により評価される
ものと仮定する。操作電磁石３のこのような接続は、例
えば電気的に制御されかつ（又は）電気的に調整される
（例えばロツク防止される）自動車用制動装置では普通
である。

操作装置が始動電流を超える励磁電流を供給しない限
り、即ち不動作状態にある限り、第１図に示すように、
操作電磁石３の接極子２は繰出され、パイロツト弁4,5
及び主弁45,46は閉じられたままである。この状態で圧
力媒体源と負荷との接続は断たれている。始動電流は、
接極子２が上述したばねの力に抗してこの繰出し位置か
ら正に離れる際の励磁電流である。今やパイロツト制御
室40内に入口室43からの入口圧力が生ずる。この場合入
口圧力が負荷圧力より高い限り、面６又は35又は47又は
38の配置及び大きさにより、操作素子42には主弁45,46
の閉鎖方向に過剰押圧力が生じ、この過剰押圧力は、繰
出し方向に接極子２に予荷重をかけるばねの過剰力を度
外視して、この主弁の閉鎖力である。パイロツト弁4,5
の閉鎖力はこのばねにより生ぜしめられる。

以下の説明では、操作電磁石３の始動電流以上におけ
る弁装置１の動作だけを考察する。

さて操作電磁石３の励磁の際、この操作電磁石の接極
子２は、励磁電流の強さにより決定される行程だけ引込
められる（第２図参照）。従つて引込み行程によりパイ
ロツト弁4,5は適当な流通断面だけ開かれる。それによ
りパイロツト制御室40の圧力媒体は、通路37及びパイロ
ツト弁4,5を介して流出して、動作室32従つて負荷装置
へ流入する。励磁電流従つてパイロツト弁4,5の流通断
面が小さいと、絞り接続孔34を介して、パイロツト弁4,
5を介して負荷装置へ流出する量の丁度同じ量の圧力媒
体が、入口室43からパイロツト制御室40へ流入すること
ができる。この場合パイロツト制御室40内の圧力は維持
され、主弁45,46は閉じられているので、負荷装置は緩
慢な負荷圧力上昇を伴う僅かな圧力媒体しか供給されな
い。

もつと大きい励磁電流では、接極子２の引込み行程従
つてパイロツト弁4,5の流通断面は大きくなり、従つて
絞り接続孔34を介してパイロツト制御室40へ流入する量
より多い量の圧力媒体が通路37及びパイロツト弁4,5を
通つてパイロツト制御室40から流出する。それによりパ
イロツト制御室40内の圧力が低下し、かつ主弁45,46の
開放方向に過剰力が生じ、この過剰力により操作素子42
が上方移動し、主弁の弁座45から可動主弁素子46が上方
へ離れ、それにより主弁45,46が開放される。操作素子4
2従つて可動主弁素子46のこの開放運動の際、パイロツ
ト弁素子として役立つ弁座５はパイロツト弁4,5の閉鎖
方向即ち上方へ連行される。パイロツト制御室40から負
荷装置への圧力媒体の流出にもかかわらず、操作素子42
へ作用する力の平衡を保つ圧力がパイロツト制御室40内
に維持されるような値へ、パイロツト弁4,5の流通断面
が減少すると、操作素子42従つて可動主弁素子46の開放
運動及びパイロツト弁座５の閉鎖運動が停止する。この
場合操作素子42は浮遊位置をとり、この浮遊位置でパイ
ロツト弁4,5及び主弁45,46は開かれており、負荷装置は
大きい流量及び速やかな負荷圧力上昇を伴う主弁の一層
大きい流通断面を介して圧力媒体を供給される。この浮
遊位置及び主弁45,46の流通断面は、電磁石３の引込み
行程及び励磁電流により決定される。繰出し位置による
だけでなく引込み方向におる接極子２のストツパによつ
ても規定される操作電磁石３の動作範囲の枠内で、主弁
45,46の流通断面従つて負荷装置への圧力媒体流量及び
負荷圧力上昇速度を、励磁電流の強さにより調節するこ
とができる。

負荷圧力の上昇は、パイロツト制御室40内の圧力も上
昇させる。パイロツト制御室40内の圧力上昇の結果及び
第３の面47への負荷圧力の作用の結果、主弁45,46の閉
鎖方向に操作素子42へ作用する力の増大が起こる。しか
しこの力の増大は、負荷圧力の上昇が平衡室36内へも伝
達されて第４の面38においても力を増大させることによ
つて、相殺される。従つて主弁45,46の開かれる際、操
作素子42は常にほぼ力平衡状態にあるので、励磁電流に
関係して設定される主弁の流通断面及びパイロツト弁の
流通断面も、不変な励磁電流においてほぼ維持される。

他方弁4,5又は45,46の流通断面が不変であつても、負
荷圧力上昇は、圧力媒体流量従つて負荷圧力上昇速度の
物理的にひき起こされる漸減的経過（扁平化）をもたら
す。

励磁電流に関係してパイロツト弁4,5のみを開くこと
ができるため、また励磁電流に関係して主弁45,46の流
通断面を調節できるため、更に負荷圧力の上昇の際負荷
圧力上昇速度に上述した漸減的経過をとらせることがで
きるため、弁装置１は、本発明が目指すように、全圧力
範囲にわたる負荷圧力の精密調節を保証するのに適して
いる。弁装置１は、例えば負荷圧力上昇を、異なる主弁
流通断面及び負荷圧力上昇速度を持つ複数の段階に分け
ることを可能にする。こうして第１の段階において操作
電磁石を大きい励磁電流で励磁することにより、一層速
やかな負荷圧力上昇を行なうことができる。圧力センサ
が所定の負荷圧力に達したことを通報すると、１つ又は
複数の別の段階において操作装置は、目標負荷圧力が漸
減的に経過する圧力上昇速度を持つ範囲に低下する値ま
で、励磁電流を減少することができる。圧力センサが目
標負荷圧力に達したことを通報すると、操作装置によつ
て、励磁電流の遮断従つてパイロツト弁4,5及び主弁45,
46の閉鎖によつて、たいした行き過ぎなしに、それ以上
の負荷圧力上昇が防止される。続いて負荷圧力が目標値
以下に低下するような場合には、圧力センサの適当な信
号に基いて、パイロツト弁4,5の開放により、また負荷
圧力低下速度に応じて、更に主弁45,46の開放により、
目標負荷圧力を回復することができる。従つて弁装置１
は、全圧力範囲にわたつて、低下する負荷圧力の精密追
従にも適している。

上述した実施例において、操作素子42の第４の面38は
第３の面47より少し大きい。従つて負荷圧力により、こ
れらの面の合力の主弁45,46の開放方向において操作素
子42に作用し、この合力は主弁45,46の開放のために必
要なパイロツト制御室40内の圧力低下を少なくし、それ
により主弁45,46の速やかな始動を促進する。しかしこ
の望ましい効果は、特に励磁電流が一層大きい場合、こ
の効果が主弁45,46の急速な開放又は操作素子42の非定
常運動（振動）を引き起こすという点で、不利である。
この欠点に耐えられない使用事例に対して、通路33を絞
り接続孔として構成することが、その対策となる。この
構成は、不動作位置において、上述した合力の発生を可
能にするが、この合力は、動作室32から平衡室36内への
負荷圧力の伝達を遅らせることによつて、弁装置１の運
転段階において完全に又は一部減少する。

これらの説明からわかるように、図示しないやり方で
弁装置が、通常の使用事例のため絞り接続孔として通路
33を構成しなくても実現可能である。更にこれらの説明
から、主弁45,46の始動特性が操作素子の面の大きさの
比によつて影響を受けることがわかる。

負荷と圧力低減装置との接続を制御し、従つて負荷か
らの圧力媒体の排出を制御するため、図面の右半分に示
されている弁装置12において、主弁19,18は動作室32と
出口室14との間に設けられている。出口室14は出口16に
接続され、この出口16は圧力低減空間に接続されてい
る。

この弁装置12は、以下特に何も述べない限り、動作及
び構造に関して弁装置１と同じである。弁装置12の操作
素子21及びこの操作素子の第１の面７、第２の面30、第
３の面13、第４の面31、一方のピストン部分20、他方の
ピストン部分27、軸部22、通路29、可動主弁素子18、及
びパイロツト弁素子としての弁座15は、弁装置１の同じ
名称の部分42,6,35,47,38,44,39,41,37,46及び５に相当
している。同じように弁装置１の部材である主弁19,18
のハウジングに固定した弁座19、パイロツト制御室24、
平衡室25、操作電磁石９の接極子10、パイロツト弁体８
及びパイロツト弁8,15が弁装置１の同じ名称の部分45,4
0,36,2,4及び4,5に相当している。

弁装置12は次の点で弁装置１と相違している。

パイロツト制御室24は動作室32に接続されている。こ
のために役立つ絞り接続孔26は、動作室32を貫通する操
作素子21の軸部22の範囲において、通路29から分岐して
ほぼ半径方向に動作室32へ開口する穴として形成されて
いる。第１の面７は動作室32に属し、従つて負荷圧力を
受けている。第３の面13は出口室14に属し、従つてこの
出口室14の圧力を受けている。第３の面13、平衡室25及
びこの平衡室25に属する第４の面31は、更に後述するよ
うに、弁装置12の基本構成を拡張する拡張段階を示して
おり、この拡張段階において平衡室25は圧力低減空間に
対して密封され、破線で示す通路23を介して出口室14に
接続されている。従つてこの拡張段階において、第４の
面31に作用する平衡室25の圧力は出口室14から取出され
る。一方基本構成においては、平衡室25は、出口28によ
り示すように、圧力低減空間に接続されている。

ここに符号９で示されている操作電磁石は、操作素子
21に関して弁装置１の操作電磁石３のように設けられて
いるが、上昇する行程−電流特性を持つように構成され
ている。この行程−電流特性は、例えばばね11により接
極子10へ引込み方向に予荷重をかけることによつて得ら
れる。操作電磁石９が消磁されていると、接極子10が完
全に引込められている（第１図）。それにより少なくと
もパイロツト弁8,15が開かれているので、この状態で動
作室32従つて負荷装置に残留圧力が存在又は保持される
ことがない。これは、例えば釈放状態にある自動車用制
動装置の場合に重要である。

負荷装置従つて動作室32に負荷圧力を確立又は保持す
る場合（第２図）、操作電磁石９が最大励磁電流で励磁
される。それにより接極子10が完全に繰出され、パイロ
ツト弁8,15及び主弁19,18が閉じられる。この際接極子1
0により操作素子21へ及ぼされる力は、丁度パイロツト
弁8,15を確実に閉じる程度の大きさである。この状態を
弁装置12の不動作状態と称するならば、操作電磁石９は
この不動作状態で一定電流電磁石として作用する。

負荷から圧力媒体を排出するため、操作電磁石９が消
磁されると、パイロツト弁8,15の閉鎖力によりひき起こ
される始動消磁を度外視して、引込み方向における接極
子10の行程及びパイロツト弁8,15の開放行程が、電磁石
の消磁の程度に対応する。この特性を負荷装置の精密圧
力低減のために利用することができる。パイロツト弁8,
15及び主弁19,18の開放及び不動作状態において、弁装
置12は弁装置１と同じように動作し、弁装置12は弁装置
１と同じように使用でき、従つて全圧力範囲にわたる負
荷圧力の精密追従にも適している。

出口室14内にたいした過圧が存在しない場合、最後に
なされた説明が弁装置12の基本構成についても適用さ
れ、この基本構成では、第３の面13、平衡室25及び第４
の面31は存在しないものと見なされる。しかし出口室14
内に著しい過圧が存在するか、又はこのような過圧が生
ずると、この過圧は、前述の基本構成において第３の面
13を介して主弁19,18の閉鎖方向に操作素子21へ作用す
る。問題の過圧が永続圧力として存在すると、この過圧
が主弁19,18の開放を遅らせ、すなわち弁装置12の応答
特性を悪くする。問題の過圧が、例えば動圧として一時
的に生ずると、この過圧は、操作素子21の非定常運動従
つて主弁19,18の不安定な閉鎖（ばたつき）をひき起こ
すことがある。最後にあげたような現象が起こる使用事
例は、出口16への消音装置17の破線で示す接続によつて
示されている。この使用事例では、基本構成を平衡室2
5、第４の面31及び通路23だけ拡張することによつて、
操作素子21を出口室14の圧力に対して完全に又は十分に
平衡させ、この圧力の影響を受けないようにすることが
できる。特に問題の過圧が出口室14内に永続圧力として
存在する場合、別の拡張段階において通路23を絞り接続
孔として構成することができる。それにより、弁装置１
と同じように、一方では第４の面31に作用する圧力が主
弁19,18の急速開放のために利用され、他方では操作素
子21の非定常運動が減衰又は防止される。

弁装置１に関連して述べた操作装置が適当な使用にお
いて弁装置12の制御も引受け、これらの制御の適当な論
理結合により、図示した複合弁装置が負荷圧力の調整に
著しく適していることは、明らかである。

更に一方の弁装置について上述した説明が適当な使用
において他方の弁装置に転用可能なことも明らかであ
る。

本発明の適用範囲が上述の実施例で用い尽くされてい
るのではなく、特許請求の範囲に従属するすべての構成
を含んでいることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は不動作状態における複合弁装置の断面図、第２
図は圧力媒体を負荷へ供給する動作状態における複合弁
装置の断面図、第３図は圧力媒体を負荷から排出する状
態における複合弁装置の断面図である。 1,12……弁装置 3,9……操作電磁石 6,7……第１の面 5,15……可動パイロツト弁素子（パイロツト弁座） 4,8……パイロツト弁体 13,47……第３の面 14……出口室 16……出口 19,45……弁座 18,46……可動主弁素子 21,42……操作素子 24,40……パイロツト制御室 25,36……平衡室 26,34……絞り接続孔 30,35……第２の面 31,38……第４の面 32……動作室 43……入口室

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−132187（ＪＰ，Ａ) 米国特許2989666（ＵＳ，Ａ) 米国特許3030981（ＵＳ，Ａ) 米国特許4623118（ＵＳ，Ａ)

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力媒体源に接続されている入口室と負荷
   装置に接続されている動作室との間に、ハウジングに固
   定される弁座と可動主弁素子とから成る主弁が設けら
   れ、 可動主弁素子の運動を制御する操作素子が設けられ、 パイロツト制御室が設けられ、 操作素子が、入口室に属する第１の面に主弁の開放方向
   へ作用する入口圧力を受け、 操作素子が、パイロツト制御室に属する第２の面に、主
   弁の閉鎖方向へ作用するパイロツト制御室の圧力を受
   け、 第２の面が第１の面より大きく、 パイロツト制御室がパイロツト弁を介して動作室に接続
   可能であり、 パイロツト弁が、可動パイロツト弁素子としてのパイロ
   ツト弁座と、操作電磁石の接極子に結合されるパイロツ
   ト弁体とにより形成され、 主弁の開放方向への可動主弁素子の運動が同時にパイロ
   ツト弁の閉鎖方向への可動パイロツト弁素子の運動であ
   るように、可動主弁素子と可動パイロツト弁素子とが固
   定的に連結されている 電磁操作可能な弁装置において、 操作電磁石（３）が連続的な電流−行程特性を持ち、 パイロツト制御室（40）が、絞り接続孔（34）を介して
   入口室（43）に接続され、 パイロツト弁（4,5）の小さい流通断面では、絞り接続
   孔（34）が、パイロツト制御室（40）からパイロツト弁
   （4,5）の流通断面を介して流出する圧力媒体流量と少
   なくとも同じ大きさの圧力媒体流量のパイロツト制御室
   （40）への流入を許容し、パイロツト弁（4,5）の増大
   する流通断面では、絞り接続孔（34）が、パイロツト制
   御室（40）からパイロツト弁（4,5）の流通断面を介し
   て流出する圧力媒体流量より少ない圧力媒体流量のパイ
   ロツト制御室（40）への流入を許容するように、絞り接
   続孔（34）が大きさを設定され、 操作素子（42）が、動作室（32）に属する第３の面（4
   7）に、主弁（45,46）閉鎖方向へ作用する負荷圧力を受
   け、 動作室（32）に接続される平衡室（36）が設けられ、 操作素子（42）が、平衡室（36）に属する第４の面（3
   8）に、主弁（45,46）の開放方向へ作用する負荷圧力を
   受けている ことを特徴とする、負荷装置と圧力媒体源との接続を制
   御するための電磁操作可能な弁装置。
2. 【請求項２】負荷装置に接続されている動作室と出口に
   接続されている出口室との間に、ハウジングに固定され
   る弁座と可動主弁素子とから成る主弁が設けられる、 出口が圧力低減空間に接続され、 可動主弁素子の運動を制御する操作素子が設けられ、 パイロツト制御室が設けられ、 操作素子が、動作室に属する第１の面に主弁の開放方向
   へ作用する負荷圧力を受け、 操作素子が、パイロツト制御室に属する第２の面に、主
   弁の閉鎖方向へ作用するパイロツト制御室の圧力を受
   け、 第２の面が第１の面より大きく、 パイロツト制御室がパイロツト弁を介して出口室に接続
   可能であり、 パイロツト弁が、可動パイロツト弁素子としてのパイロ
   ツト弁座と、操作電磁石に結合されるパイロツト弁体と
   により形成され、 主弁の開放方向への可動主弁素子の運動が同時にパイロ
   ツト弁の閉鎖方向への可動パイロツト弁素子の運動であ
   るように、可動主弁素子と可動パイロツト弁素子とが固
   定的に連結されている 電磁操作可能な装置において、 操作電磁石（９）が連続的な電流−行程特性を持ち、 パイロツト制御室（24）が、絞り接続孔（26）を介して
   動作室（32）に接続され、 パイロツト弁（8,15）の小さい流通断面では、絞り接続
   孔（26）が、パイロツト制御室（24）からパイロツト弁
   （8,15）の流通断面を介して流出する圧力媒体流量と少
   なくとも同じ大きさの圧力媒体流量のパイロツト制御室
   （24）への流入を許容し、パイロツト弁（8,15）の増大
   する流通断面では、絞り接続孔（26）が、パイロツト制
   御室（24）からパイロツト弁（5,18）の流通断面を介し
   て流出する圧力媒体流量より少ない圧力媒体流量のパイ
   ロツト制御室（24）への流入を許容するように、絞り接
   続孔（26）が大きさを設定され、 操作素子（21）が、出口室（14）に属する第３の面（1
   3）に主弁（19,18）の閉鎖方向へ作用する出口室（14）
   の圧力を受け、 出口室（14）に接続される平衡室（25）が設けられ、 操作素子（21）が、平衡室（25）に属する第４の面（3
   1）に、主弁（19,18）の開放方向へ作用する平衡室（2
   5）の圧力を受けている ことを特徴とする、負荷装置の圧力低減を制御するため
   の電磁操作可能な弁装置。
3. 【請求項３】操作電磁石（３）が、上昇する行程−電流
   特性を持ち、従つて吸引電磁石であることを特徴とす
   る、請求項１に記載の弁装置。
4. 【請求項４】操作電磁石（９）が下降する行程−電流特
   性を持ち、従つて押出し電磁石であることを特徴とす
   る、請求項２に記載の弁装置。
5. 【請求項５】動作室（32）と平衡室（36）とを接続する
   通路（33）が絞り接続孔として構成されていることを特
   徴とする、請求項１に記載の弁装置。
6. 【請求項６】出口室（14）と平衡室（25）とを接続する
   通路（23）が絞り接続孔として構成されていることを特
   徴とする、請求項２に記載の弁装置。
7. 【請求項７】操作素子（42）が、列をなして設けられか
   つ軸部（41）により互いに固定的に結合される２つのピ
   ストン部分（44）及び（39）から成るピストンとして構
   成され、一方のピストン部分（44）に第１の面（６）が
   設けられ、他方のピストン部分（39）に第２の面（35）
   が設けられ、第１の面（６）と第２の面（35）とが互い
   に対向していることを特徴とする、請求項１に記載の弁
   装置。
8. 【請求項８】一方のピストン部分（44）に第３の面（4
   7）も設けられ、他方のピストン部分（39）に第４の面
   （38）も設けられていることを特徴とする、請求項７に
   記載の弁装置。
9. 【請求項９】操作素子（21）が、列をなして設けられか
   つ軸部（22）により互いに固定的に結合される２つのピ
   ストン部分（20及び27）から成るピストンとして構成さ
   れ、一方のピストン部分（20）に第１の面（７）が設け
   られ、他方のピストン部分（27）に第２の面（30）が設
   けられ、第１の面（７）と第２の面（30）とが互いに対
   向していることを特徴とする、請求項２に記載の弁装
   置。
10. 【請求項１０】一方のピストン部分（20）に第３の面
    （13）も設けられ、他方のピストン部分（27）に第４の
    面（31）も設けられていることを特徴とする、請求項９
    に記載の弁装置。
11. 【請求項１１】一方のピストン部分（44）が、第１の面
    （６）を含む可動主弁素子として役立ち、同時に可動パ
    イロツト弁素子（５）としても役立ち、軸部（41）及び
    一方のピストン部分（44）が、パイロツト制御室（40）
    に接続されかつ可動パイロツト弁素子（５）の内側に開
    口する通路（37）により貫通されていることを特徴とす
    る、請求項７又は８に記載の弁装置。
12. 【請求項１２】一方のピストン部分（20）が、第１の面
    （７）が可動主弁素子として役立ち、同時に可動パイロ
    ツト弁素子としても役立ち、軸部（22）及び一方のピス
    トン部分（20）が、パイロツト制御室（24）に接続され
    かつ可動パイロツト弁素子（15）の内側に開口する通路
    （29）により貫通されていることを特徴とする、請求項
    ９又は10に記載の弁装置。
13. 【請求項１３】可動パイロツト弁素子として、第３の面
    （47又は13）により包囲される弁座（５又は15）が役立
    つことを特徴とする、請求項１又は２又は11又は12に記
    載の弁装置。
14. 【請求項１４】入口室（43）とパイロツト制御室（40）
    とを接続する絞り接続孔（34）がハウジング穴として形
    成されていることを特徴とする、請求項１に記載の弁装
    置。
15. 【請求項１５】動作室（32）とパイロツト制御室（24）
    とを接続する絞り接続孔（26）が、動作室（32）を貫通
    する操作素子（21）の軸部（22）の範囲にあつてほぼ半
    径方向に通路（29）へ通じる穴として形成されているこ
    とを特徴とする、請求項２に記載の弁装置。
16. 【請求項１６】弁装置（１）が請求項２による弁装置
    （12）と複合弁装置になるように組立てられていること
    を特徴とする、請求項１に記載の弁装置。
17. 【請求項１７】請求項１による弁装置（１）が、請求項
    3,5,7,8,11,13及び14のうち１つに従つて構成され、請
    求項２による弁装置（12）が請求項4,6,9,10,12,13及び
    15のうち１つに従つて構成されていることを特徴とす
    る、請求項16に記載の弁装置。