JP2015132294A

JP2015132294A - ノンリーク四方弁

Info

Publication number: JP2015132294A
Application number: JP2014003202A
Authority: JP
Inventors: 圭一石津; Keiichi Ishizu
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-07-23

Abstract

【課題】各ポートをシートするポペットをコイルに対して直列に配置共に、ポペットを直列に配置する四方弁を提供する。【解決手段】第１の弁１１（４６）は、弁本体１２（４７）と電磁弁１３（４８）とから構成され、前記弁本体１２（４７）と電磁弁１３（４８）とが一体的に締結されている。すなわち、矩形状の弁本体１２（４７）の軸芯方向（図２で左右方向）の側面の一端面には電磁弁１３（４８）が螺着されている。【選択図】図２

Description

本発明は油圧用四方弁に関するもので、特に各ポート間の内部リークを小さくするノンリーク四方弁に関する。

従来、この種ノンリーク四方弁としては、非特許文献１に示すシート形電磁切換弁（ＶＺＰ形）が知られている。このシート形電磁切換弁バルブではＰ−Ａ，Ａ−Ｔ，Ｐ−Ｂ，Ｂ−Ｔの各ポート間を１つのポペットで遮断することにより、各ポート間のリークを小さくしている。
一方、各ポート間を連通させるために、ポペットをソレノイドで駆動している。ソレノイドに通電することで可動鉄芯が並列に配置された２つのポペットをそれぞれ直接動かしている。

カタログＨＡＷＥＨＹＤＲＡＵＩＫ油圧機器’９９．１０．３０．０・ＰＲＯの７６ページ

しかしながら、非特許文献１の記載のシート形電磁切換弁は、２つのポペットを１つのコイルで動かすため、ポペット１つあたりに加えられる力が１つのポペットを１つのコイルで動かすよりも小さくなる。また、ポペットに作用する力の不均一などによって可動鉄芯にモーメントが発生し、摩擦抵抗が増加する。さらに、コイルの吸引力低下によって、ポペットのストロークが小さくなるので開口面積も小さくなり、圧力損失が大きくなる。
さらに、ポペットが並列に配置されているため、ポペットの大きさに制限が加わり、ポペット径の拡大による圧力損失の低減が難しい。
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、各ポートをシートするポペットをコイルに対して直列に配置することによって、ポペット中心間距離のバラツキによるモーメントが無くなるためポペット径を大きくすることができ、ポペット径の拡大によって圧力損失の低減が可能なノンリーク四方弁を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために本発明は、
第一の電磁弁を取着した第一の弁体とからなる第一の弁と、第二の電磁弁を取着した第二の弁体とからなる第二の弁と、
を備え、
前記第一の弁は、
前記第一の電磁弁のロッドに略同軸上に位置し前記第一の弁体に嵌挿された第一のスリーブと、
前記第一のスリーブに略同軸上の位置し前記第一のスリーブに対応して前記第一の弁体に嵌挿された第二のスリーブと、
前記第一のスリーブに摺動自在に嵌挿された第一のガイド部と、
前記第一のガイド部に対向して設けられ前記第一のスリーブの開口部端面に形成された
第一の傾斜面に係合する第一のシート部と、
前記第一の弁本体に摺動自在に嵌挿された第二のガイド部と、
前記第一のガイド部、前記第一のシート部及び前記第二のガイド部を一体的に形成する第一のスプールと、
前記第二のスリーブに摺動自在に嵌挿された第三のガイド部と、
前記第三のガイド部に対向して設けられ前記第二のスリーブの開口部端面に形成された第二の傾斜面に係合する第二のシート部と、
前記第一の弁本体に摺動自在に嵌挿された第四のガイド部と、
前記第三のガイド部、前記第二のシート部及び前記第四のガイド部を一体的に形成する第二のスプールと、
を有し、
前記第二の弁は、
前記第二の電磁弁のロッドに略同軸上に位置し前記第二の弁体に嵌挿された第三のスリーブと、
前記第三のスリーブに略同軸上の位置し前記第三のスリーブに対応して前記第二の弁体に嵌挿された第四のスリーブと、
前記第三のスリーブに摺動自在に嵌挿された第五のガイド部と、
前記第五のガイド部に対向して設けられ前記第三のスリーブの開口部端面に形成された
第三の傾斜面に係合する第三のシート部と、
前記第二の弁本体に摺動自在に嵌挿された第六のガイド部と、
前記第三のガイド部、前記第三のシート部及び前記第二のガイド部を一体的に形成する第三のスプールと、
前記第四のスリーブに摺動自在に嵌挿された第七のガイド部と、
前記第七のガイド部に対向して設けられ前記第四のスリーブの開口部端面に形成された
第四の傾斜面に係合する第四のシート部と、
前記第二の弁本体に摺動自在に嵌挿された第八のガイド部と、
前記第七のガイド部、前記第四のシート部及び前記第八のガイド部を一体的に形成する第四のスプールと、を有し、
第一の電磁弁の励磁により圧力ポートと出口ポートが連通し、戻ポートとタンクポートが連通し、前記第一の電磁弁の非励磁に前記第一のシート部が第一の傾斜面、前記第二のシート部が第二の傾斜面にそれぞれ係合して前記圧力ポートと前記出口ポート、前記戻ポートと前記タンクポート間の圧油の流れを遮断し、
第二の電磁弁の励磁により圧力ポートと戻りポートとが連通し、出口ポートとタンクポートとが連通し、前記第二の電磁弁の非励磁により、前記第三のシート部が第三の傾斜面、前記第四のシート部が第四の傾斜面にそれぞれ係合して前記圧力ポートと前記戻りポート、前記出口ポートと前記タンクポート間の圧油の流れを遮断することを特徴とする。

本発明は、直列配置の構造によって並列配置の場合よりも大きなポペット径を採用することができ、圧力損失の低減をはかることが可能であり、圧力損失の低減より省エネルギー化に貢献することができる。

本発明の実施の形態に係るノンリーク四方弁の縦断面図である。図１の１対の電磁弁及び弁本体を離間した断面図である。

本発明のノンリーク四方弁につき、好適な実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るノンリーク四方弁（以下、四方弁という）１０の概略構造を示す略縦断面図である。四方弁１０は共に同じ構成をなす第一の弁１１と第二の弁４６から形成されている。そこで、その構成については第１の弁１１に基づいて以下に説明し、第二の弁４６に対応する構成についてはカッコに示す。

第１の弁１１（４６）は弁本体１２（４７）と電磁弁１３（４８）とから構成され、
第１の弁１１と第二の弁４６は積重して形成されている。そして、前記弁本体１２（４７）と電磁弁１３（４８）とが一体的に締結されている。すなわち、矩形状の弁本体１２（４７）の軸芯方向（図１で左右方向）の側面の一端面には電磁弁１３（４８）が螺着されている。
弁本体１２（４７）には、両端面の軸芯方向に同軸に穴１４（４９）、穴１５（５０）が穿設されており、これらの穴１４（４９）の端面奥には、小径穴１６（５１）が穿設されると共に、穴１５（５０）に連通する連通路１７（５２）が形成されている。

穴１４（４９）は、弁本体１２（４７）の一端面側（図１で左側）にネジ部１８（５３）が形成されて電磁弁１３（４８）が螺着されているとともに、該穴１４（４９）に円筒形状のスリーブ（第一のスリーブ）１９（５４）が嵌着されている。スリーブ１９（５４）は半径方向に弁本体１１（４７）内に形成されたＰポート２０（５５）、Ａポート２１（Ｂポート６９）に連通する通路２３（５８）、２４（５９）が設けられている。

さらに、スリーブ１９（５４）の内孔２５（６０）及び小径穴１６（５１）には、段付形状のスプール（第一のスプール）２６（６１）が摺動自在に嵌挿されている。スプール２６（６１）は、軸芯方向にスリーブ１９（５４）の内孔２５（６０）及び小径穴１６（５１）にそれぞれ摺動自在に嵌挿されたガイド部（第一のガイド部）２６ａ１（６１ａ１）、スリーブ１９（５４）に形成された開口部２７（６２）内に位置し該開口部２７（６２）の端面とスリーブ１９（６４）の内穴と接触面に形成された傾斜面（第一の傾斜面）２７ａ（６２ａ）に係合するシート部（第一のシート部）２６ｃ（６１ｃ）と、前記小径穴１６（５１）に摺動自在に嵌挿されたガイド部（第二のガイド部）２６ａ２と、を備える。

さらに、スプール２６（６１）は、一側（図１で左側）の小径軸部２６ｂ１（６１ｂ１）が電磁弁１３（４８）の連結用ロッド２８（６３）に当接し、他側の小径軸部２６ｂ２（６１ｂ２）が穴１６（５１）に遊挿され、かつ連通路１７（５２）に摺動自在に嵌挿されている。なお、ガイド２６ａ１（６１ａ１），ガイド部２６ａ２（５６ａ２），シート部２６ｃ（６１ｃ）は小径軸部２６ｂ１（６１ｂ１）、２６ｂ２（６１ｂ２）により一体的に形成されている。

ガイド部２６ａ２（６１ａ２）に嵌挿され小径穴１６（５１）に装着されたばね３８（７３）は一端が小径穴１６（５１）に接触し、他端が第２のガイド部２６ａ２（６１ａ２）に接触しており、ばね３８（７３）の弾性力によりスプール２６（６１）を常時、電磁弁１３（４３）の連結用ロッド２８（６３）に押圧しており、スプール２６（６１）を連結用ロッド２８（６３）に接触させている。

一方、穴１５（５０）は、弁本体１２（４７）の他端面側（図１で右側）ネジ部３０（６５）が形成され該ネジ部３０（６５）にキャップ３１（６６）が螺着されているとともに、
該穴１５（５０）に円筒形状のスリーブ（第二のスリーブ）２９（６４）とガイド部材３９（７４）が嵌着されている。スリーブ２９（６４）は半径方向に弁本体１２（４７）内に形成されたＴポート３３（６８）、Ｂポート３４（６９）に連通する通路３５（７０），３６（７１）が設けられている。

さらに、スリーブ２９（６４）の内孔３７（７２）及びガイド部材３９（７４）の内孔４３（７８）には、段付形状のスプール（第二のスプール）４０（７５）が摺動自在に嵌挿されている。スプール４０（７５）は、軸芯方向にスリーブ２９（６４）の内孔３７（７２）に摺動自在に嵌挿されたガイド部（第三のガイド部）４０ａ１（７５ａ１）と、ガイド部材３９（６９）の内孔４３（７８）に摺動自在に嵌挿されたガイド部（第四のガイド部）４０ａ２（７５ａ）と、スリーブ２９（５９）に形成された開口部４１（７６）内に位置し該開口部４１（７６）の端面とスリーブ２９（６４）の内穴と接触面に形成された傾斜面（第２の傾斜面）４１ａ（７６ａ）に係合するシート部（第二のシート部）４０ｃ（７０ｃ）と、を備える。

なお、ガイド部４０ａ１（８０ａ１）、ガイド部４０ａ２（８０ａ２），シート部４０ｃ（７０ｃ）は小径軸部４０ｂ１（８０ｂ１）、４０ｂ２（８０ｂ２）により一体的に形成されている。
参照符号４２（７２）はキャップ３１（６１）及びガイド部材３９（７４）の間に嵌挿されたバネで、両端がキャップ３１（６１）の内凹部３１ａ（６６ａ）及びガイド部４０ａ２（７５ａ２）の端面に係着しており、該バネ４２（７２）の弾発力によりスプール４０（７５）を押圧しており、該スプール４０（７５）をスプール２６（６１）に常時、当接している。

本発明の実施の形態に係るノンリーク四方弁１０は基本的には以上のように構成される
ものであり、次に動作について説明する。
第一の電磁弁１３を励磁すると、スプール２６は図１で右行して、シート部２６ｃが傾斜面２７ａから離間するので、圧油は圧力ポート２０からスプール２６内より出口ポート（Ａポート）に流れる。一方、スプール２６の右行によりスプール４０も協動して、シート部４０ｃが傾斜面４１ａから離間するので、圧油は圧力ポート２０からスプール２６内より出口ポート（Ａポート）に流れる。

第二の電磁弁４８を励磁すると、スプール６１は図１で左行して、シート部６１ｃが傾斜面６２ａから離間するので、圧油は圧力ポート５５から通路５８を経てスプール６１ｃ内より通路５９を経て戻ポート（Ｂポート）に流れる。また、スプール６１の左行によりスプール７５も協動して、シート部７５ｃが傾斜面７６ａから離間するので、圧油はタンクポート６８より通路７０を経てスプール７５内より通路７１より出口ポート５６に流れる。

図１に示す四方弁１０は、第一の弁本体１２、第二の弁本体４７が積重して、これらの弁体１２，４７を形成された圧力ポート（Ｐ）２０，５５、出口ポート（Ａ）２１，５６、戻ポート（Ｂ）３４，６９、タンクポート（Ｔ）３３，６８を第一の弁本体１２、第二の弁本体４７に形成した通路で連通しているが、第一の弁本体１２、第二の弁本体４７を離間して配管（図示しない）で連通してもよい。
さらに、第一の弁１１、第一の電磁弁１３、第二の弁４６、第二の電磁弁４８は、横方向に設置しているが、縦方向に設置してもよい。

１０ノンリーク四方弁１１第一弁
１２、４７弁本体１３、４８電磁弁
１４、１５、４９、５０穴１６、５１小径穴
１７、５２連通穴１８、５３ネジ部
１９、５３スリーブ２０、５５Ｐポート
２１、５６Ａポート）２３，２４、５８，５９通路
２５、６０内孔２６、６１プール
２７、６２開口部２８、６３連結用ロッド
２９、６４スリーブ３０、６５ネジ
３１、６６キャップ３２、６７穴
３３、６８Ｔポート３４、６９Ｂポート
３５、３６、７０、７１通路３７、ｑ７２内孔
３８、７３ばね３９、７４ガイド部材
４０、７５スプール４１、７６開口部
４２、７７ばね４６第二の弁

Claims

第一の電磁弁を取着した第一の弁体とからなる第一の弁と、第二の電磁弁を取着した第二の弁体とからなる第二の弁と、
を備え、
前記第一の弁は、
前記第一の電磁弁のロッドに略同軸上に位置し前記第一の弁体に嵌挿された第一のスリーブと、
前記第一のスリーブに略同軸上の位置し前記第一のスリーブに対応して前記第一の弁体に嵌挿された第二のスリーブと、
前記第一のスリーブに摺動自在に嵌挿された第一のガイド部と、
前記第一のガイド部に対向して設けられ前記第一のスリーブの開口部端面に形成された
第一の傾斜面に係合する第一のシート部と、
前記第一の弁本体に摺動自在に嵌挿された第二のガイド部と、
前記第一のガイド部、前記第一のシート部及び前記第二のガイド部を一体的に形成する第一のスプールと、
前記第二のスリーブに摺動自在に嵌挿された第三のガイド部と、
前記第三のガイド部に対向して設けられ前記第二のスリーブの開口部端面に形成された第二の傾斜面に係合する第二のシート部と、
前記第一の弁本体に摺動自在に嵌挿された第四のガイド部と、
前記第三のガイド部、前記第二のシート部及び前記第四のガイド部を一体的に形成する第二のスプールと、
前記第二の弁は、
前記第二の電磁弁のロッドに略同軸上に位置し前記第二の弁体に嵌挿された第三のスリーブと、
前記第三のスリーブに略同軸上の位置し前記第三のスリーブに対応して前記第二の弁体に嵌挿された第四のスリーブと、
前記第三のスリーブに摺動自在に嵌挿された第五のガイド部と、
前記第五のガイド部に対向して設けられ前記第三のスリーブの開口部端面に形成された
第三の傾斜面に係合する第三のシート部と、
前記第二の弁本体に摺動自在に嵌挿された第六のガイド部と、
前記第三のガイド部、前記第三のシート部及び前記第二のガイド部を一体的に形成する第三のスプールと、
前記第四のスリーブに摺動自在に嵌挿された第七のガイド部と、
前記第七のガイド部に対向して設けられ前記第四のスリーブの開口部端面に形成された
第四の傾斜面に係合する第四のシート部と、
前記第二の弁本体に摺動自在に嵌挿された第八のガイド部と、
前記第七のガイド部、前記第四のシート部及び前記第八のガイド部を一体的に形成する第四のスプールと、を有し、
第一の電磁弁の励磁により圧力ポートと出口ポートが連通し、戻ポートとタンクポートが連通し、前記第一の電磁弁の非励磁に前記第一のシート部が第一の傾斜面、前記第二のシート部が第二の傾斜面にそれぞれ係合して前記圧力ポートと前記出口ポート、前記戻ポートと前記タンクポート間の圧油の流れを遮断し、
第二の電磁弁の励磁により圧力ポートと戻りポートとが連通し、出口ポートとタンクポートとが連通し、前記第二の電磁弁の非励磁により、前記第三のシート部が第三の傾斜面、前記第四のシート部が第四の傾斜面にそれぞれ係合して前記圧力ポートと前記戻りポート、前記出口ポートと前記タンクポート間の圧油の流れを遮断することを特徴とするノンリーク四方弁。