JP4276725B2 - 直動型切換弁およびその組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は５つのポートを有する弁ハウジングと、ソレノイドにより作動する可動鉄心に連結された弁軸とを有し、ソレノイトに通電したときと通電を解いたときとの２つの位置に弁軸を作動させるようにした直動型切換弁およびその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体の供給と供給停止を制御したり、流れの方向を変えるために使用される方向切換弁には、流体流路に接続されるポートを５つ有し、弁軸が２つの位置に移動するようになった５ポート２位置切換弁がある。
【０００３】
この５ポート２位置切換弁には、弁ハウジングの軸方向中央部に流体が供給される流入ポートが設けられ、これの両側に流体を外部に排出するための排出ポートが２つ設けられ、これらの流入ポートと排出ポートとはずれた位置に流入ポートからの流体を流体圧作動機器に対する流体の供給と排出とを行うための給排ポートが２つ設けられたものがある。
【０００４】
弁ハウジング内にはこれらのポートの開閉を行うために、弁体を有する弁軸が軸方向に往復動自在に組み込まれるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
弁体のタイプとしては、スプール弁とポペット弁があり、スプール弁はその円筒形状の外周面が弁孔の内周面に接触するようにしたタイプであり、ポペット弁は弁ハウジング側の弁座に弁体が接近離反するようにしたタイプである。
【０００６】
直動型切換弁は、弁軸を電磁石つまりソレノイドにより直接駆動するようにしたタイプのものであり、ソレノイドに対して少ない消費電力によって弁軸を駆動し得るようにするためには、弁軸に設けられる弁体をポペット弁とすることが好ましい。なぜならば、スプール弁とすると、弁軸を駆動させる際にはスプールの外周面が常に弁孔の内周面に接触することから、摺動抵抗が大きくなり、ソレノイドに対して供給する電力を大きくしなければならなくなるからである。
【０００７】
弁軸に設けられる弁体をポペット弁とした場合には、それぞれの弁体の軸方向両側にそれぞれ弁座部に接触する接触面を設け、一方の弁体の接触面が弁座に接触したときには、他方の弁体の接触面が他の弁座部にほぼ同時に接触させるようにしなければならない。
【０００８】
しかしながら、特に、ソレノイドにより弁軸の往復動ストロークが1mm 以下の小型の切換弁にあっては、両方の接触面がほぼ同時に接触するようにするには、切換弁を構成する部材の加工精度を高めなければならず、製造コストを低減することが困難であった。また、加工精度のバラツキに起因して、同様の手順によって組み立てても、所望の精度を有する切換弁を製造することができず、組み立てられた切換弁の製造歩留りの向上には限度があった。
【０００９】
本発明の目的は、切換弁の製造歩留りを向上させて低コストで製造し得るようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の直動型切換弁は、流体が供給される供給ポート、前記供給ポートに連通される第１と第２の給排ポートおよび前記第１の給排ポートに連通される第１の排出ポートと前記第２の給排ポートに連通される第２の排出ポートを有する弁ハウジングと、前記弁ハウジング内に前記それぞれのポートに連通して軸方向に貫通して形成された弁孔と、それぞれ前記弁孔内に突出して前記弁ハウジングに一体に設けられたフランジ部により形成され、前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの間の第１の供給側弁座および前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの間の第２の供給側弁座と、前記第１の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第１の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第１の弁軸部材と、前記第２の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第２の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第２の弁軸部材と、前記弁ハウジングに取り付けられ、前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とにより構成される弁軸を軸方向に駆動するソレノイドと、前記弁孔内に設けられる第１のガイドスリーブの端部にゴムの焼き付けにより形成され、前記第１の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第１の給排ポートと前記第１の排出ポートとの連通を閉じる第１の排出側弁座シール部材と、前記弁孔内に設けられる第２のガイドスリーブの端部にゴムの焼き付けにより形成され、前記第２の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第２の給排ポートと前記第２の排出ポートとの連通を閉じる第２の排出側弁座シール部材とを有し、前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とを前記弁ハウジングの両端部から前記弁孔内に挿入しつつ前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とを連結させて前記弁孔内に前記軸方向に往復動自在の前記弁軸を構成することを特徴とする。
【００１１】
前記排出側弁座シール部材のゴムの硬度は前記供給側弁座シール部材のゴムの硬度よりも高く設定されている。前記弁体の前記排出側接触面の中心軸に対する傾斜角度は前記供給側弁座シール部材の傾斜角度よりも小さい角度に設定されている。
【００１２】
本発明の直動型切換弁の組立方法は、流体が供給される供給ポート、前記供給ポートに連通される第１と第２の給排ポートおよび前記第１の給排ポートに連通される第１の排出ポートと前記第２の給排ポートに連通される第２の排出ポートを有し、それぞれの前記ポートに連通して軸方向に貫通して弁孔が形成されるとともに、前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの間の第１の供給側弁座および前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの間の第２の供給側弁座とをそれぞれ前記弁孔内に突出して前記弁ハウジングに一体に設けられたフランジ部により形成された弁ハウジングを用意する工程と、前記第１の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第１の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第１の弁軸部材を用意する工程と、前記第２の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第２の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第２の弁軸部材を用意する工程と、前記第１の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第１の給排ポートと前記第１の排出ポートとの連通を閉じる第１の排出側弁座シール部材が端部にゴムの焼き付けにより形成された第１のガイドスリーブを前記第１の弁軸部材に嵌合させる工程と、前記第２の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第２の給排ポートと前記第２の排出ポートとの連通を閉じる第２の排出側弁座シール部材が端部にゴムの焼き付けにより形成された第２のガイドスリーブを前記第２の弁軸部材に嵌合させる工程と、前記第１および第２の弁軸部材を前記ハウジング内に挿入しつつ、前記第１および第２の弁軸部材の先端部を相互に連結する工程と、前記弁ハウジングの一端に前記弁軸部材を駆動するソレノイドを取り付け、他端にエンドカバーを取り付ける工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１（Ａ）は本発明の一実施の形態である直動型５ポート２位置切換弁を示す断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。
【００１５】
この切換弁１０は、全体的に長方形の弁ハウジング１１を有し、内部には一端から他端に向けて弁孔１２が貫通して形成されている。図１（Ａ）における下面には弁ハウジング１１の長手方向中央部分に供給ポート１３が形成され、その両側には第１の排出ポート１４ａと第２の排出ポート１４ｂとが形成され、それぞれのポート１３，１４ａおよび１４ｂは弁孔１２に連通している。
【００１６】
弁ハウジング１１の上面には、第１の給排ポート１５ａと第２の給排ポート１５ｂとがそれぞれ弁孔１２に連通して形成されている。
【００１７】
それぞれのポートを切り換えるために、弁孔１２内には弁軸１６が軸方向に往復動自在に組み込まれ、弁ハウジング１１の一端部に取り付けられるエンドカバー１７と弁軸１６との間に装着された圧縮コイルばね１８によって弁軸１６には他端部に向かうばね力が加えられている。図示する弁軸１６の往復動ストロークは、0.35mm程度となっている。
【００１８】
弁軸１６を駆動するために、弁ハウジング１１の他端にはソレノイド２０が取り付けられるようになっており、ソレノイド２０はコイル２１が巻き付けられたボビン２２を有し、このボビン２２内には固定鉄心２３が固定されるとともに、可動鉄心２４が軸方向に摺動自在に組み込まれている。この可動鉄心２４の往復動ストロークは0.4 〜0.45mm程度となっており、弁軸１６の移動ストロークよりも長く設定されている。コイル２１は樹脂製のケース２５により覆われており、ケース２５の端面に取り付けられるカバー２６には、手動で可動鉄心２４を操作するための手動操作ボタン２７が設けられている。可動鉄心２４には作動ロッド２８が取り付けられており、この作動ロッド２８は弁ハウジング１１の弁孔１２内に突出して弁軸１６にスペーサ１９を介して当接するようになっている。
【００１９】
したがって、コイル２１に通電しない状態では、圧縮コイルばね１８のばね力により弁軸１６はソレノイド２０側に押し付けられ、供給ポート１３と給排ポート１５ａとが連通状態となり、給排ポート１５ｂと排出ポート１４ｂとが連通状態となる。これにより、たとえば、図１（Ａ）に示すように、空気圧シリンダ２９の後退側の圧力室と給排ポート１５ａとを接続した場合には、ピストンロッド２９ａは後退移動することになる。
【００２０】
一方、コイル２１に通電すると、ばね力に抗して弁軸１６は可動鉄心２４が弁軸１６に向けて移動することから、作動ロッド２８により弁軸１６が駆動されて、供給ポート１３と給排ポート１５ｂとが連通状態となり、給排ポート１５ａと排出ポート１４ａとが連通状態となる。これにより、たとえば、空気圧シリンダ２９のピストンロッド２９ａは前進移動することになる。
【００２１】
図２は弁ハウジング１１を拡大して示す断面図であり、図３は弁軸１６を拡大して示す断面図である。
【００２２】
弁ハウジング１１内には供給ポート１３と２つの給排ポート１５ａ，１５ｂとの間に位置させて供給側弁座３１ａ，３１ｂが設けられており、それぞれの供給側弁座３１ａ，３１ｂは弁ハウジング１１と一体となった小径のフランジ部により形成されている。
【００２３】
弁ハウジング１１の弁孔１２内の両端部内には、それぞれガイドスリーブ３２ａ，３２ｂが嵌合されるようになっており、それぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂには排出ポート１４ａ，１４ｂと給排ポート１５ａ，１５ｂとをそれぞれ連通させるための連通孔３３ａ，３３ｂが形成され、先端部にはゴム製の排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂが焼付けられており、それぞれの排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂは、ガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの先端部の内外両面と先端面を囲むように、断面コの字形状となっている。
【００２４】
それぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂを挿入してこれらを弁孔１２内に嵌合させる際に、挿入限位置を規制するために、弁ハウジング１１内にはストッパ３５ａ，３５ｂが設けられている。また、それぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの外側には、これの外面と弁孔１２の内面との間をシールするために、ゴム製のＯリング３６ａ，３６ｂが設けられている。
【００２５】
弁軸１６は、図３に示すように、第１の弁軸部材１６ａと第２の弁軸部材１６ｂとの２つの部材から構成されており、これらをそれぞれの連結端の部分で連結することにより、弁軸１６が組み立てられるようになっている。第１の弁軸部材１６ａはその連結端に突起部４１を有し、第２の弁軸部材１６ｂは突起部４１が嵌合される嵌合穴４２を有している。
【００２６】
第１の弁軸部材１６ａは供給ポート１３と給排ポート１５ａと排出ポート１４ａとのポート切換を行う第１の弁体４３ａを有し、この弁体４３ａはポペット型の弁体となり、ガイドスリーブ３２ａに設けられた排出側弁座シール部材３４ａに接触して排気ポート１４ａと給排ポート１５ａとの連通を閉じる排出側接触面４４ａを有している。この弁体４３ａには、図３に示すように、焼付け段部４５ａが形成されており、この焼付け段部４５ａには供給側弁座シール部材４６ａが焼付けられて弁軸部材１６ａの全周を覆うように取り付けられるようになっている。この供給側弁座シール部材４６ａは、弁ハウジング１１に設けられた供給側弁座３１ａに接触する接触面４７ａを有し、この接触面４７ａが供給側弁座３１ａに接触することによって、供給ポート１３と給排ポート１５ａとの連通が閉じられる。
【００２７】
第２の弁軸部材１６ｂは、嵌合穴４２が設けられていることを除き、第１の弁軸部材１６ａとほぼ同一の構造となっており、図２および図３に示すように、第２の弁軸部材１６ｂにあっては、第１の弁軸部材１６ａを構成する部材と共通する部材には同一の番号に符号ｂを付して示されている。
【００２８】
このように、弁軸１６は２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂを連結することによって形成されているので、弁体４３ａ，４３ｂの外径よりも小さい内径を有する供給側弁座３１ａ，３１ｂが弁ハウジング１１に設けられていても、弁軸１６を弁孔１２内に組み込むことができる。
【００２９】
それぞれの弁軸部材１６ａ，１６ｂには、ガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの内周面との間をシールするためにＶパッキン４８ａ，４８ｂが設けられ、それぞれのＶパッキン４８ａ，４８ｂに隣接されてウエアリング４９ａ，４９ｂが設けられるようになっている。
【００３０】
図４は弁軸部材１６ａに供給側弁座シール部材４６ａを焼き付けるための金型を示す図であり、下側の第１金型５１とこれに対して弁軸部材１６ａの軸方向に接近離反移動自在となった上側の第２金型５２とを有し、第１金型５１には弁軸部材１６ａとの間で供給側弁座シール部材４６ａの断面形状に対応したキャビティ５３が形成されている。したがって、ゴム材料を溶融状態として、キャビティ５３内に注入口５４から注入すると、弁軸部材１６ａの外周に供給側弁座シール部材４６ａが焼付けられることになる。第２の弁軸部材１６ｂに供給側弁座シール部材４６ｂを焼き付ける場合にも同一の金型を用いることができ、それぞれの弁軸部材１６ａ，１６ｂにおける供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂの寸法を一定に安定させることができる。
【００３１】
供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂを弁軸部材１６ａ，１６ｂに焼き付ける際には、弁軸１６が２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂから構成されており、両方の金型５１，５２を軸方向に型抜きすることができるので、両方の金型５１，５２の合わせ面が接触面４７ａの位置となることを防止できる。これにより、金型を離した後には金型５１，５２の型合わせ面、つまり型分離面によるビード状の突起部分が接触面４７ａに形成されることが防止される。
【００３２】
供給側弁座３１ａ，３１ｂの内径よりも大径の弁体４３ａ，４３ｂを有する弁軸１６を１つの部材によって形成した場合には、供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂを成形するための２つの金型を径方向に分割するようにしなければならないが、その場合には接触面４７ａに型合わせ面が位置するとになり、その部分には焼付け後にビード状の突起部分が形成されることになる。このため、後工程においてその部分を研磨加工する必要があるが、本発明にあっては、弁軸１６を２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂを連結して形成するようにしたことから、それぞれの弁軸部材１６ａ，１６ｂは金型を軸方向に分割することによって焼付けを行うことが可能となり、接触面４７ａには型合わせ面によるビード状の突起部分が形成されることがない。これにより、後に接触面４７ａを研磨加工する工程が不要となる。
【００３３】
排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂをそれぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの先端部に設ける場合にも、金型を用いて型合わせした状態のもとで、ゴム材料を溶融して焼き付けることになる。その場合にも、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂのうち排出側接触面４４ａ，４４ｂに接触する部分には、型合わせ面を形成しないようにすることができ、焼付け成形の後にその接触面を研磨加工することが不要となる。
【００３４】
焼付けに使用されるゴム材料は、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂの方のゴム材料の硬度が供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂのゴム材料の硬度よりも高い硬度のものが使用されている。たとえば、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂのゴム材料は硬度が８０度のものが使用され、供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂのゴム材料は硬度が７０度のものが使用されている。
【００３５】
弁体４３ａ，４３ｂの供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂにはその内側から圧縮空気の圧力が加わることになるのに対して、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂには、外側から圧力が加わることになり、それぞれに作用する流体による押し付け力は排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂの方が供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂよりも大きくなるが、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂの方が硬度が高く設定されているので、それぞれのシール部材に加わる流体の押し付け力に起因する変形量をほぼ同一にすることができる。
【００３６】
弁体４３ａ，４３ｂの排出側接触面４４ａ，４４ｂの弁軸１６の中心軸に対する傾斜角度θａは４５度となっており、供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂの接触面４７ａ，４７ｂの傾斜角度θｂは６０度となっており、排出側接触面４４ａ，４４ｂの傾斜角度θａの方が接触面４７ａ，４７ｂの傾斜角度θｂよりも小さく設定されている。
【００３７】
傾斜角度が小さい方が同一のストロークだけ軸方向に移動した場合における接触面の径方向の変位量は少ないので、弁軸１６の軸方向の移動力が径方向に変換されて弁座側に加えられる押し付け分力は大きくすることができる。つまり、排出側接触面４４ａ，４４ｂにより排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂに径方向に加えられる押し付け分力の方が、接触面４７ａ，４７ｂにより供給側弁座３１ａ，３１ｂに径方向に加えられる押し付け分力よりも大きくなり、硬度が高く変形しにくいゴム製の排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂに対して大きな分力により確実に排出側接触面４４ａ，４４ｂを排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂに押し付けてポートの切換を行うことができる。
【００３８】
次に、図１に示す切換弁の組立手順について説明すると、図１に示す切換弁を構成する部材は、予めそれぞれの製造工程において製造される。２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂに対する供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂの取付は、図４に示す金型を用いてゴムを焼き付けることにより行われる。これらの部材が用意された状態のもとで、ガイドスリーブ３２ａを弁軸部材１６ａの外側に嵌合し、ガイドスリーブ３２ｂを弁軸部材１６ｂの外側に嵌合する。そのときには、ガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの先端に設けられた排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂが、排出側接触面４４ａ，４４ｂに対向するようにする。
【００３９】
２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂをそれぞれ弁ハウジング１１の両端部から弁孔１２内に挿入しつつ、弁軸部材１６ａの先端の突起部４１を弁軸部材１６ｂの嵌合穴４２内に嵌合させて、両方の弁軸部材１６ａ，１６ｂを相互に連結する。これにより、弁孔１２の中央部に弁体４３ａ，４３ｂよりも小径の連通孔を有する供給側弁座３１ａ，３１ｂが設けられていても、弁孔１２内に弁軸１６を組み込むことができる。
【００４０】
２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂをそれぞれの連結部により相互に連結した後に、前記それぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂを弁軸部材１６ａ，１６ｂの外側に嵌合させるようにしても良い。
【００４１】
その後に、弁ハウジング１１の一端にソレノイド２０をねじ部材を用いて取り付け、他端にエンドカバー１７をねじ部材を用いて取り付けることになる。ソレノイド２０を取り付けるねじ部材のねじ孔と、エンドカバー１７を取り付けるねじ部材のねじ孔とを同一径として同一の位置に形成すると、弁ハウジング１１のいずれの端面にソレノイド２０やエンドカバー１７を取り付けることができ、製造作業が容易となる。
【００４２】
弁軸１６を構成する２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂは、一方が突起部４１を有し、他方が嵌合穴４２とを有しており、相互に相違した形状となっているが、たとえば、両方の弁軸部材を嵌合穴４２が形成された弁軸部材１６ｂとし、両方の弁軸部材１６ｂの嵌合穴４２にピンを嵌合させるようにしても良い。その場合には、同一形状の２つの弁軸部材１６ｂによって弁軸１６を組み立てることができる。
【００４３】
図５は本発明の他の実施の形態である切換弁の弁ハウジング１１を示す図であり、図５にあっては、図２における部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００４４】
この弁ハウジング１１の形成された弁孔１２の軸方向中央部分には、円筒形状のスペーサ６１が配置されるようになっており、このスペーサ６１には径方向内方に突出する突起部により供給側弁座３１ａ，３１ｂが形成されている。なお、このスペーサ６１の外周には、弁孔１２との間をシールするＯリング６２が装着されるようになっている。
【００４５】
スペーサ６１は弁ハウジング１１の一部を構成しており、スペーサ６１に対して２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂを組み付ける際には、その両端部から弁軸部材１６ａ，１６ｂを挿入しながら、これらを連結端部において相互に連結することになる。両方の弁軸部材１６ａ，１６ｂをこのようにして相互に連結した後に弁孔１２内に挿入するようにしても良く、予めスペーサ６１を弁孔１２内に挿入した後にガイドスリーブ３２ａ，３２ｂと弁軸部材１６ａ，１６ｂとを嵌合するようにしても良い。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
たとえば、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂのゴムの硬度が供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂのゴムの硬度よりも大きければ、それぞれを前述した硬度と相違させても良い。また、排出側接触面４４ａ，４４ｂの傾斜角度が接触面４７ａ，４７ｂの傾斜角度よりも小さく設定されていれば、前述した角度と相違させても良い。
【００４８】
【発明の効果】
本発明にあっては、２つの弁体の軸方向両側に接触面が形成された弁軸を有し、弁体の外径よりも小さい内径を有し弁体の接触面に接触する弁座が弁ハウジング側に設けられているが、弁軸を２つの弁軸部材を両方の弁座の間に対応する位置で連結することによって、弁ハウジング内に貫通させることができない弁軸を弁ハウジング内に組み込むことができる。
【００４９】
弁軸を２つの弁軸部材によって形成するようにしたので、それぞれの弁軸部材に対するゴム製の供給側弁座シール部材を金型を用いて焼き付ける際に、型合わせ面を接触面に位置させることなく、供給側弁座シール部材にパーティングラインが形成されることを防止できる。
【００５０】
排出側弁座シール部材のゴムの硬度を供給側弁座シール部材のゴムの硬度よりも高い硬度としたので、径方向外方に位置して大きな押し付け力が加えられる排出側弁座シール部材と、これよりも小さな押し付け力が加えられる供給側弁座シール部材との変形量をバランスさせて、それぞれのシール部材のシール性をバランスさせることができる。
【００５１】
排出側接触面の傾斜角度を供給側弁座シール部材の接触面の傾斜角度よりも小さい角度としたので、それぞれの接触面が弁座側に対して径方向に押し付けられる押し付け力に差を持たせることにより、それぞれの接触面のシール性をバランスさせることができる。
【００５２】
このようにして、切換弁を構成する各部材に加工誤差が存在していても、所望の作動性能を有する切換弁を歩留り良く組み立てることができ、製造歩留りを向上させて製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態である直動型５ポート２位置切換弁を示す断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。
【図２】図１に示された弁ハウジングを拡大して示す断面図である。
【図３】図２に示された弁軸を分解し拡大して示す断面図である。
【図４】弁軸部材にゴムを焼き付けて供給側弁座シール部材を取り付けるための金型を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である切換弁の弁ハウジングを示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 弁ハウジング
１２ 弁孔
１３ 供給ポート
１４ａ 第１の排出ポート
１４ｂ 第２の排出ポート
１５ａ 第１の給排ポート
１５ｂ 第２の給排ポート
１６ 弁軸
１６ａ 第１の弁軸部材
１６ｂ 第２の弁軸部材
２０ ソレノイド
２４ 可動鉄心
２８ 作動ロッド
３１ａ，３１ｂ 供給側弁座
３２ａ，３２ｂ ガイドスリーブ
３４ａ，３４ｂ 排出側弁座シール部材
４１ 突起部
４２ 嵌合穴
４３ａ，４３ｂ 弁体
４４ａ，４４ｂ 排出側接触面
４６ａ，４６ｂ 供給側弁座シール部材
４７ａ，４７ｂ 接触面
【発明の属する技術分野】
本発明は５つのポートを有する弁ハウジングと、ソレノイドにより作動する可動鉄心に連結された弁軸とを有し、ソレノイトに通電したときと通電を解いたときとの２つの位置に弁軸を作動させるようにした直動型切換弁およびその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体の供給と供給停止を制御したり、流れの方向を変えるために使用される方向切換弁には、流体流路に接続されるポートを５つ有し、弁軸が２つの位置に移動するようになった５ポート２位置切換弁がある。
【０００３】
この５ポート２位置切換弁には、弁ハウジングの軸方向中央部に流体が供給される流入ポートが設けられ、これの両側に流体を外部に排出するための排出ポートが２つ設けられ、これらの流入ポートと排出ポートとはずれた位置に流入ポートからの流体を流体圧作動機器に対する流体の供給と排出とを行うための給排ポートが２つ設けられたものがある。
【０００４】
弁ハウジング内にはこれらのポートの開閉を行うために、弁体を有する弁軸が軸方向に往復動自在に組み込まれるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
弁体のタイプとしては、スプール弁とポペット弁があり、スプール弁はその円筒形状の外周面が弁孔の内周面に接触するようにしたタイプであり、ポペット弁は弁ハウジング側の弁座に弁体が接近離反するようにしたタイプである。
【０００６】
直動型切換弁は、弁軸を電磁石つまりソレノイドにより直接駆動するようにしたタイプのものであり、ソレノイドに対して少ない消費電力によって弁軸を駆動し得るようにするためには、弁軸に設けられる弁体をポペット弁とすることが好ましい。なぜならば、スプール弁とすると、弁軸を駆動させる際にはスプールの外周面が常に弁孔の内周面に接触することから、摺動抵抗が大きくなり、ソレノイドに対して供給する電力を大きくしなければならなくなるからである。
【０００７】
弁軸に設けられる弁体をポペット弁とした場合には、それぞれの弁体の軸方向両側にそれぞれ弁座部に接触する接触面を設け、一方の弁体の接触面が弁座に接触したときには、他方の弁体の接触面が他の弁座部にほぼ同時に接触させるようにしなければならない。
【０００８】
しかしながら、特に、ソレノイドにより弁軸の往復動ストロークが1mm 以下の小型の切換弁にあっては、両方の接触面がほぼ同時に接触するようにするには、切換弁を構成する部材の加工精度を高めなければならず、製造コストを低減することが困難であった。また、加工精度のバラツキに起因して、同様の手順によって組み立てても、所望の精度を有する切換弁を製造することができず、組み立てられた切換弁の製造歩留りの向上には限度があった。
【０００９】
本発明の目的は、切換弁の製造歩留りを向上させて低コストで製造し得るようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の直動型切換弁は、流体が供給される供給ポート、前記供給ポートに連通される第１と第２の給排ポートおよび前記第１の給排ポートに連通される第１の排出ポートと前記第２の給排ポートに連通される第２の排出ポートを有する弁ハウジングと、前記弁ハウジング内に前記それぞれのポートに連通して軸方向に貫通して形成された弁孔と、それぞれ前記弁孔内に突出して前記弁ハウジングに一体に設けられたフランジ部により形成され、前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの間の第１の供給側弁座および前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの間の第２の供給側弁座と、前記第１の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第１の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第１の弁軸部材と、前記第２の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第２の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第２の弁軸部材と、前記弁ハウジングに取り付けられ、前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とにより構成される弁軸を軸方向に駆動するソレノイドと、前記弁孔内に設けられる第１のガイドスリーブの端部にゴムの焼き付けにより形成され、前記第１の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第１の給排ポートと前記第１の排出ポートとの連通を閉じる第１の排出側弁座シール部材と、前記弁孔内に設けられる第２のガイドスリーブの端部にゴムの焼き付けにより形成され、前記第２の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第２の給排ポートと前記第２の排出ポートとの連通を閉じる第２の排出側弁座シール部材とを有し、前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とを前記弁ハウジングの両端部から前記弁孔内に挿入しつつ前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とを連結させて前記弁孔内に前記軸方向に往復動自在の前記弁軸を構成することを特徴とする。
【００１１】
前記排出側弁座シール部材のゴムの硬度は前記供給側弁座シール部材のゴムの硬度よりも高く設定されている。前記弁体の前記排出側接触面の中心軸に対する傾斜角度は前記供給側弁座シール部材の傾斜角度よりも小さい角度に設定されている。
【００１２】
本発明の直動型切換弁の組立方法は、流体が供給される供給ポート、前記供給ポートに連通される第１と第２の給排ポートおよび前記第１の給排ポートに連通される第１の排出ポートと前記第２の給排ポートに連通される第２の排出ポートを有し、それぞれの前記ポートに連通して軸方向に貫通して弁孔が形成されるとともに、前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの間の第１の供給側弁座および前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの間の第２の供給側弁座とをそれぞれ前記弁孔内に突出して前記弁ハウジングに一体に設けられたフランジ部により形成された弁ハウジングを用意する工程と、前記第１の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第１の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第１の弁軸部材を用意する工程と、前記第２の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第２の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第２の弁軸部材を用意する工程と、前記第１の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第１の給排ポートと前記第１の排出ポートとの連通を閉じる第１の排出側弁座シール部材が端部にゴムの焼き付けにより形成された第１のガイドスリーブを前記第１の弁軸部材に嵌合させる工程と、前記第２の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第２の給排ポートと前記第２の排出ポートとの連通を閉じる第２の排出側弁座シール部材が端部にゴムの焼き付けにより形成された第２のガイドスリーブを前記第２の弁軸部材に嵌合させる工程と、前記第１および第２の弁軸部材を前記ハウジング内に挿入しつつ、前記第１および第２の弁軸部材の先端部を相互に連結する工程と、前記弁ハウジングの一端に前記弁軸部材を駆動するソレノイドを取り付け、他端にエンドカバーを取り付ける工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１（Ａ）は本発明の一実施の形態である直動型５ポート２位置切換弁を示す断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。
【００１５】
この切換弁１０は、全体的に長方形の弁ハウジング１１を有し、内部には一端から他端に向けて弁孔１２が貫通して形成されている。図１（Ａ）における下面には弁ハウジング１１の長手方向中央部分に供給ポート１３が形成され、その両側には第１の排出ポート１４ａと第２の排出ポート１４ｂとが形成され、それぞれのポート１３，１４ａおよび１４ｂは弁孔１２に連通している。
【００１６】
弁ハウジング１１の上面には、第１の給排ポート１５ａと第２の給排ポート１５ｂとがそれぞれ弁孔１２に連通して形成されている。
【００１７】
それぞれのポートを切り換えるために、弁孔１２内には弁軸１６が軸方向に往復動自在に組み込まれ、弁ハウジング１１の一端部に取り付けられるエンドカバー１７と弁軸１６との間に装着された圧縮コイルばね１８によって弁軸１６には他端部に向かうばね力が加えられている。図示する弁軸１６の往復動ストロークは、0.35mm程度となっている。
【００１８】
弁軸１６を駆動するために、弁ハウジング１１の他端にはソレノイド２０が取り付けられるようになっており、ソレノイド２０はコイル２１が巻き付けられたボビン２２を有し、このボビン２２内には固定鉄心２３が固定されるとともに、可動鉄心２４が軸方向に摺動自在に組み込まれている。この可動鉄心２４の往復動ストロークは0.4 〜0.45mm程度となっており、弁軸１６の移動ストロークよりも長く設定されている。コイル２１は樹脂製のケース２５により覆われており、ケース２５の端面に取り付けられるカバー２６には、手動で可動鉄心２４を操作するための手動操作ボタン２７が設けられている。可動鉄心２４には作動ロッド２８が取り付けられており、この作動ロッド２８は弁ハウジング１１の弁孔１２内に突出して弁軸１６にスペーサ１９を介して当接するようになっている。
【００１９】
したがって、コイル２１に通電しない状態では、圧縮コイルばね１８のばね力により弁軸１６はソレノイド２０側に押し付けられ、供給ポート１３と給排ポート１５ａとが連通状態となり、給排ポート１５ｂと排出ポート１４ｂとが連通状態となる。これにより、たとえば、図１（Ａ）に示すように、空気圧シリンダ２９の後退側の圧力室と給排ポート１５ａとを接続した場合には、ピストンロッド２９ａは後退移動することになる。
【００２０】
一方、コイル２１に通電すると、ばね力に抗して弁軸１６は可動鉄心２４が弁軸１６に向けて移動することから、作動ロッド２８により弁軸１６が駆動されて、供給ポート１３と給排ポート１５ｂとが連通状態となり、給排ポート１５ａと排出ポート１４ａとが連通状態となる。これにより、たとえば、空気圧シリンダ２９のピストンロッド２９ａは前進移動することになる。
【００２１】
図２は弁ハウジング１１を拡大して示す断面図であり、図３は弁軸１６を拡大して示す断面図である。
【００２２】
弁ハウジング１１内には供給ポート１３と２つの給排ポート１５ａ，１５ｂとの間に位置させて供給側弁座３１ａ，３１ｂが設けられており、それぞれの供給側弁座３１ａ，３１ｂは弁ハウジング１１と一体となった小径のフランジ部により形成されている。
【００２３】
弁ハウジング１１の弁孔１２内の両端部内には、それぞれガイドスリーブ３２ａ，３２ｂが嵌合されるようになっており、それぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂには排出ポート１４ａ，１４ｂと給排ポート１５ａ，１５ｂとをそれぞれ連通させるための連通孔３３ａ，３３ｂが形成され、先端部にはゴム製の排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂが焼付けられており、それぞれの排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂは、ガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの先端部の内外両面と先端面を囲むように、断面コの字形状となっている。
【００２４】
それぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂを挿入してこれらを弁孔１２内に嵌合させる際に、挿入限位置を規制するために、弁ハウジング１１内にはストッパ３５ａ，３５ｂが設けられている。また、それぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの外側には、これの外面と弁孔１２の内面との間をシールするために、ゴム製のＯリング３６ａ，３６ｂが設けられている。
【００２５】
弁軸１６は、図３に示すように、第１の弁軸部材１６ａと第２の弁軸部材１６ｂとの２つの部材から構成されており、これらをそれぞれの連結端の部分で連結することにより、弁軸１６が組み立てられるようになっている。第１の弁軸部材１６ａはその連結端に突起部４１を有し、第２の弁軸部材１６ｂは突起部４１が嵌合される嵌合穴４２を有している。
【００２６】
第１の弁軸部材１６ａは供給ポート１３と給排ポート１５ａと排出ポート１４ａとのポート切換を行う第１の弁体４３ａを有し、この弁体４３ａはポペット型の弁体となり、ガイドスリーブ３２ａに設けられた排出側弁座シール部材３４ａに接触して排気ポート１４ａと給排ポート１５ａとの連通を閉じる排出側接触面４４ａを有している。この弁体４３ａには、図３に示すように、焼付け段部４５ａが形成されており、この焼付け段部４５ａには供給側弁座シール部材４６ａが焼付けられて弁軸部材１６ａの全周を覆うように取り付けられるようになっている。この供給側弁座シール部材４６ａは、弁ハウジング１１に設けられた供給側弁座３１ａに接触する接触面４７ａを有し、この接触面４７ａが供給側弁座３１ａに接触することによって、供給ポート１３と給排ポート１５ａとの連通が閉じられる。
【００２７】
第２の弁軸部材１６ｂは、嵌合穴４２が設けられていることを除き、第１の弁軸部材１６ａとほぼ同一の構造となっており、図２および図３に示すように、第２の弁軸部材１６ｂにあっては、第１の弁軸部材１６ａを構成する部材と共通する部材には同一の番号に符号ｂを付して示されている。
【００２８】
このように、弁軸１６は２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂを連結することによって形成されているので、弁体４３ａ，４３ｂの外径よりも小さい内径を有する供給側弁座３１ａ，３１ｂが弁ハウジング１１に設けられていても、弁軸１６を弁孔１２内に組み込むことができる。
【００２９】
それぞれの弁軸部材１６ａ，１６ｂには、ガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの内周面との間をシールするためにＶパッキン４８ａ，４８ｂが設けられ、それぞれのＶパッキン４８ａ，４８ｂに隣接されてウエアリング４９ａ，４９ｂが設けられるようになっている。
【００３０】
図４は弁軸部材１６ａに供給側弁座シール部材４６ａを焼き付けるための金型を示す図であり、下側の第１金型５１とこれに対して弁軸部材１６ａの軸方向に接近離反移動自在となった上側の第２金型５２とを有し、第１金型５１には弁軸部材１６ａとの間で供給側弁座シール部材４６ａの断面形状に対応したキャビティ５３が形成されている。したがって、ゴム材料を溶融状態として、キャビティ５３内に注入口５４から注入すると、弁軸部材１６ａの外周に供給側弁座シール部材４６ａが焼付けられることになる。第２の弁軸部材１６ｂに供給側弁座シール部材４６ｂを焼き付ける場合にも同一の金型を用いることができ、それぞれの弁軸部材１６ａ，１６ｂにおける供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂの寸法を一定に安定させることができる。
【００３１】
供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂを弁軸部材１６ａ，１６ｂに焼き付ける際には、弁軸１６が２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂから構成されており、両方の金型５１，５２を軸方向に型抜きすることができるので、両方の金型５１，５２の合わせ面が接触面４７ａの位置となることを防止できる。これにより、金型を離した後には金型５１，５２の型合わせ面、つまり型分離面によるビード状の突起部分が接触面４７ａに形成されることが防止される。
【００３２】
供給側弁座３１ａ，３１ｂの内径よりも大径の弁体４３ａ，４３ｂを有する弁軸１６を１つの部材によって形成した場合には、供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂを成形するための２つの金型を径方向に分割するようにしなければならないが、その場合には接触面４７ａに型合わせ面が位置するとになり、その部分には焼付け後にビード状の突起部分が形成されることになる。このため、後工程においてその部分を研磨加工する必要があるが、本発明にあっては、弁軸１６を２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂを連結して形成するようにしたことから、それぞれの弁軸部材１６ａ，１６ｂは金型を軸方向に分割することによって焼付けを行うことが可能となり、接触面４７ａには型合わせ面によるビード状の突起部分が形成されることがない。これにより、後に接触面４７ａを研磨加工する工程が不要となる。
【００３３】
排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂをそれぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの先端部に設ける場合にも、金型を用いて型合わせした状態のもとで、ゴム材料を溶融して焼き付けることになる。その場合にも、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂのうち排出側接触面４４ａ，４４ｂに接触する部分には、型合わせ面を形成しないようにすることができ、焼付け成形の後にその接触面を研磨加工することが不要となる。
【００３４】
焼付けに使用されるゴム材料は、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂの方のゴム材料の硬度が供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂのゴム材料の硬度よりも高い硬度のものが使用されている。たとえば、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂのゴム材料は硬度が８０度のものが使用され、供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂのゴム材料は硬度が７０度のものが使用されている。
【００３５】
弁体４３ａ，４３ｂの供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂにはその内側から圧縮空気の圧力が加わることになるのに対して、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂには、外側から圧力が加わることになり、それぞれに作用する流体による押し付け力は排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂの方が供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂよりも大きくなるが、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂの方が硬度が高く設定されているので、それぞれのシール部材に加わる流体の押し付け力に起因する変形量をほぼ同一にすることができる。
【００３６】
弁体４３ａ，４３ｂの排出側接触面４４ａ，４４ｂの弁軸１６の中心軸に対する傾斜角度θａは４５度となっており、供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂの接触面４７ａ，４７ｂの傾斜角度θｂは６０度となっており、排出側接触面４４ａ，４４ｂの傾斜角度θａの方が接触面４７ａ，４７ｂの傾斜角度θｂよりも小さく設定されている。
【００３７】
傾斜角度が小さい方が同一のストロークだけ軸方向に移動した場合における接触面の径方向の変位量は少ないので、弁軸１６の軸方向の移動力が径方向に変換されて弁座側に加えられる押し付け分力は大きくすることができる。つまり、排出側接触面４４ａ，４４ｂにより排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂに径方向に加えられる押し付け分力の方が、接触面４７ａ，４７ｂにより供給側弁座３１ａ，３１ｂに径方向に加えられる押し付け分力よりも大きくなり、硬度が高く変形しにくいゴム製の排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂに対して大きな分力により確実に排出側接触面４４ａ，４４ｂを排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂに押し付けてポートの切換を行うことができる。
【００３８】
次に、図１に示す切換弁の組立手順について説明すると、図１に示す切換弁を構成する部材は、予めそれぞれの製造工程において製造される。２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂに対する供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂの取付は、図４に示す金型を用いてゴムを焼き付けることにより行われる。これらの部材が用意された状態のもとで、ガイドスリーブ３２ａを弁軸部材１６ａの外側に嵌合し、ガイドスリーブ３２ｂを弁軸部材１６ｂの外側に嵌合する。そのときには、ガイドスリーブ３２ａ，３２ｂの先端に設けられた排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂが、排出側接触面４４ａ，４４ｂに対向するようにする。
【００３９】
２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂをそれぞれ弁ハウジング１１の両端部から弁孔１２内に挿入しつつ、弁軸部材１６ａの先端の突起部４１を弁軸部材１６ｂの嵌合穴４２内に嵌合させて、両方の弁軸部材１６ａ，１６ｂを相互に連結する。これにより、弁孔１２の中央部に弁体４３ａ，４３ｂよりも小径の連通孔を有する供給側弁座３１ａ，３１ｂが設けられていても、弁孔１２内に弁軸１６を組み込むことができる。
【００４０】
２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂをそれぞれの連結部により相互に連結した後に、前記それぞれのガイドスリーブ３２ａ，３２ｂを弁軸部材１６ａ，１６ｂの外側に嵌合させるようにしても良い。
【００４１】
その後に、弁ハウジング１１の一端にソレノイド２０をねじ部材を用いて取り付け、他端にエンドカバー１７をねじ部材を用いて取り付けることになる。ソレノイド２０を取り付けるねじ部材のねじ孔と、エンドカバー１７を取り付けるねじ部材のねじ孔とを同一径として同一の位置に形成すると、弁ハウジング１１のいずれの端面にソレノイド２０やエンドカバー１７を取り付けることができ、製造作業が容易となる。
【００４２】
弁軸１６を構成する２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂは、一方が突起部４１を有し、他方が嵌合穴４２とを有しており、相互に相違した形状となっているが、たとえば、両方の弁軸部材を嵌合穴４２が形成された弁軸部材１６ｂとし、両方の弁軸部材１６ｂの嵌合穴４２にピンを嵌合させるようにしても良い。その場合には、同一形状の２つの弁軸部材１６ｂによって弁軸１６を組み立てることができる。
【００４３】
図５は本発明の他の実施の形態である切換弁の弁ハウジング１１を示す図であり、図５にあっては、図２における部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００４４】
この弁ハウジング１１の形成された弁孔１２の軸方向中央部分には、円筒形状のスペーサ６１が配置されるようになっており、このスペーサ６１には径方向内方に突出する突起部により供給側弁座３１ａ，３１ｂが形成されている。なお、このスペーサ６１の外周には、弁孔１２との間をシールするＯリング６２が装着されるようになっている。
【００４５】
スペーサ６１は弁ハウジング１１の一部を構成しており、スペーサ６１に対して２つの弁軸部材１６ａ，１６ｂを組み付ける際には、その両端部から弁軸部材１６ａ，１６ｂを挿入しながら、これらを連結端部において相互に連結することになる。両方の弁軸部材１６ａ，１６ｂをこのようにして相互に連結した後に弁孔１２内に挿入するようにしても良く、予めスペーサ６１を弁孔１２内に挿入した後にガイドスリーブ３２ａ，３２ｂと弁軸部材１６ａ，１６ｂとを嵌合するようにしても良い。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
たとえば、排出側弁座シール部材３４ａ，３４ｂのゴムの硬度が供給側弁座シール部材４６ａ，４６ｂのゴムの硬度よりも大きければ、それぞれを前述した硬度と相違させても良い。また、排出側接触面４４ａ，４４ｂの傾斜角度が接触面４７ａ，４７ｂの傾斜角度よりも小さく設定されていれば、前述した角度と相違させても良い。
【００４８】
【発明の効果】
本発明にあっては、２つの弁体の軸方向両側に接触面が形成された弁軸を有し、弁体の外径よりも小さい内径を有し弁体の接触面に接触する弁座が弁ハウジング側に設けられているが、弁軸を２つの弁軸部材を両方の弁座の間に対応する位置で連結することによって、弁ハウジング内に貫通させることができない弁軸を弁ハウジング内に組み込むことができる。
【００４９】
弁軸を２つの弁軸部材によって形成するようにしたので、それぞれの弁軸部材に対するゴム製の供給側弁座シール部材を金型を用いて焼き付ける際に、型合わせ面を接触面に位置させることなく、供給側弁座シール部材にパーティングラインが形成されることを防止できる。
【００５０】
排出側弁座シール部材のゴムの硬度を供給側弁座シール部材のゴムの硬度よりも高い硬度としたので、径方向外方に位置して大きな押し付け力が加えられる排出側弁座シール部材と、これよりも小さな押し付け力が加えられる供給側弁座シール部材との変形量をバランスさせて、それぞれのシール部材のシール性をバランスさせることができる。
【００５１】
排出側接触面の傾斜角度を供給側弁座シール部材の接触面の傾斜角度よりも小さい角度としたので、それぞれの接触面が弁座側に対して径方向に押し付けられる押し付け力に差を持たせることにより、それぞれの接触面のシール性をバランスさせることができる。
【００５２】
このようにして、切換弁を構成する各部材に加工誤差が存在していても、所望の作動性能を有する切換弁を歩留り良く組み立てることができ、製造歩留りを向上させて製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態である直動型５ポート２位置切換弁を示す断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。
【図２】図１に示された弁ハウジングを拡大して示す断面図である。
【図３】図２に示された弁軸を分解し拡大して示す断面図である。
【図４】弁軸部材にゴムを焼き付けて供給側弁座シール部材を取り付けるための金型を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である切換弁の弁ハウジングを示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 弁ハウジング
１２ 弁孔
１３ 供給ポート
１４ａ 第１の排出ポート
１４ｂ 第２の排出ポート
１５ａ 第１の給排ポート
１５ｂ 第２の給排ポート
１６ 弁軸
１６ａ 第１の弁軸部材
１６ｂ 第２の弁軸部材
２０ ソレノイド
２４ 可動鉄心
２８ 作動ロッド
３１ａ，３１ｂ 供給側弁座
３２ａ，３２ｂ ガイドスリーブ
３４ａ，３４ｂ 排出側弁座シール部材
４１ 突起部
４２ 嵌合穴
４３ａ，４３ｂ 弁体
４４ａ，４４ｂ 排出側接触面
４６ａ，４６ｂ 供給側弁座シール部材
４７ａ，４７ｂ 接触面
Claims (4)
- 流体が供給される供給ポート、前記供給ポートに連通される第１と第２の給排ポートおよび前記第１の給排ポートに連通される第１の排出ポートと前記第２の給排ポートに連通される第２の排出ポートを有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に前記それぞれのポートに連通して軸方向に貫通して形成された弁孔と、
それぞれ前記弁孔内に突出して前記弁ハウジングに一体に設けられたフランジ部により形成され、前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの間の第１の供給側弁座および前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの間の第２の供給側弁座と、
前記第１の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第１の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第１の弁軸部材と、
前記第２の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第２の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第２の弁軸部材と、
前記弁ハウジングに取り付けられ、前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とにより構成される弁軸を軸方向に駆動するソレノイドと、
前記弁孔内に設けられる第１のガイドスリーブの端部にゴムの焼き付けにより形成され、前記第１の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第１の給排ポートと前記第１の排出ポートとの連通を閉じる第１の排出側弁座シール部材と、
前記弁孔内に設けられる第２のガイドスリーブの端部にゴムの焼き付けにより形成され、前記第２の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第２の給排ポートと前記第２の排出ポートとの連通を閉じる第２の排出側弁座シール部材とを有し、
前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とを前記弁ハウジングの両端部から前記弁孔内に挿入しつつ前記第１の弁軸部材と前記第２の弁軸部材とを連結させて前記弁孔内に前記軸方向に往復動自在の前記弁軸を構成することを特徴とする直動型切換弁。 - 請求項１記載の直動型切換弁において、前記排出側弁座シール部材のゴムの硬度を前記供給側弁座シール部材のゴムの硬度よりも高くしたことを特徴とする直動型切換弁。
- 請求項１または２記載の直動型切換弁において、前記弁体の前記排出側接触面の中心軸に対する傾斜角度を前記供給側弁座シール部材の傾斜角度よりも小さい角度としたことを特徴とする直動型切換弁。
- 流体が供給される供給ポート、前記供給ポートに連通される第１と第２の給排ポートおよび前記第１の給排ポートに連通される第１の排出ポートと前記第２の給排ポートに連通される第２の排出ポートを有し、それぞれの前記ポートに連通して軸方向に貫通して弁孔が形成されるとともに、前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの間の第１の供給側弁座および前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの間の第２の供給側弁座とをそれぞれ前記弁孔内に突出して前記弁ハウジングに一体に設けられたフランジ部により形成された弁ハウジングを用意する工程と、
前記第１の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第１の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第１の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第１の弁軸部材を用意する工程と、
前記第２の供給側弁座に接触して前記供給ポートと前記第２の給排ポートとの連通を閉じる傾斜した接触面を有するとともにゴムの焼き付けにより形成された供給側弁座シール部材が設けられ、前記第２の供給側弁座の内径よりも大径の弁体を有する第２の弁軸部材を用意する工程と、
前記第１の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第１の給排ポートと前記第１の排出ポートとの連通を閉じる第１の排出側弁座シール部材が端部にゴムの焼き付けにより形成された第１のガイドスリーブを前記第１の弁軸部材に嵌合させる工程と、
前記第２の弁軸部材の前記弁体に傾斜して設けられた排出側接触面に接触して前記第２の給排ポートと前記第２の排出ポートとの連通を閉じる第２の排出側弁座シール部材が端部にゴムの焼き付けにより形成された第２のガイドスリーブを前記第２の弁軸部材に嵌合させる工程と、
前記第１および第２の弁軸部材を前記ハウジング内に挿入しつつ、前記第１および第２の弁軸部材の先端部を相互に連結する工程と、
前記弁ハウジングの一端に前記弁軸部材を駆動するソレノイドを取り付け、他端にエンドカバーを取り付ける工程とを有することを特徴とする直動型切換弁の組立方法。
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