JPH01150077A - 三方弁 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二つの異なる流体管路の流体を切換えて一つ
の管路に導通する三方弁において、とくにフリーピスト
ンを備えたフリーピストン形三方弁の構造に関する。

本発明は、自動車のＰＴＯ（パワーティクオフ装置）の
制御系流体管路に利用するに適する。

〔概要〕

両端が閉塞されたシリンダの両端近傍のシリンダ摺動側
壁面にそれぞれ設けられた二つの入力口と中央部に設け
られた出力口とを設け、シリンダ内部に自由摺動するピ
ストンを備えた三方弁において、 ピストンが一方の入力口を開口しているとき、他方の入
力口を閉塞する構成とし、両方の入力口が低圧であると
きピストンの位置を規制すること（第一の発明）、もし
くはピストンが端部に当接する位置で、この端面とピス
トン間に各入力口の分圧を導くこと（第二の発明）によ
り、二つの入力口に接続された圧力源から時間的に先に
圧力が入力した方を優先的に選択し、先に人力した方の
接続を維持するようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来からシリンダの中を自由に摺動するピストンを備え
、このシリンダには二つの入力口および一つの出力口を
設けて、この二つの入力口の一方が選択されると他方の
入力口をピストンが閉塞する構造の三方弁が知られてい
る。この従来構造の一例は第７図に示す説明断面図のも
ので、両端近傍に設けられた入力口４３Ａまたは４３Ｂ
のいずれか一方より人力する流体圧力は、シリンダ４１
の内部端面に設けられた突起部４６によって生じたピス
トン４２との空間４７に込められ、ピストン４２を反対
側の入力口の方に押し、これにより出力穴４４Ａまたは
４４Ｂの一方が閉塞されて他方が開口し、入力口に印加
された流体圧力は出力口４４に送出される。

また他の従来例構造のものでは、第８図に示すようにシ
リンダ５１の両端に入力口５３Ａおよび５３Ｂを備え、
シリンダ５１０円筒部はぼ中央に出力口５４を備え、こ
のシリンダ５１の内部を自由に摺動するピストン５２を
備えた構造のものがある。この構造もピストン５２が二
つの入力口５３Ａおよび５３Ｂのいずれか一方を開口し
他方を閉塞して、開口されている入力口の流体圧力がシ
リンダ５１を経由して出力口５４に送出される。

これらの構造の三方弁は、従来からオースチンバルブな
どの名称で、切換弁として用いられているが、二つの入
力口の一方から流体圧力が入力し引き続いて他方の入力
口からも流体圧力が入力する場合には、はじめは先に流
体圧力が入力した一方の入力口を選択するが、後から入
力した流体圧力が先に入力した流体圧力より大きくなる
と、ピストンが移動して弁が他方の入力口に切り換えら
れることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって、この三方弁を先に流体圧力が人力する側を
自動的に選択し、引き続きその選択した側の流体圧力に
より制御を行うことが必要な装置にそのまま切換弁とし
て利用することができない。

例えば、第６図に示すＰＴＯ装置を搭載した自動車のク
ラッチの制御油圧系において、クラッチペダル７２に連
結されたマスクシリンダ７８から発生する第一の油圧系
と、バキュームアクチ二エータ７６から発生する第二の
油圧系とを一つの三方弁７３で切換えて出力口に結合す
る装置に、上記従来構造の弁を三方弁７３として利用す
る場合を考える。

第二の油圧系のアクチユエータ７６から所定の油圧が送
出されている状態で、クラッチペダル７２が踏まれてマ
スクシリンダ７８から圧力が発生したものとする。この
圧力が小さい場合には問題ないが、上記所定以上の圧力
がマスクシリンダ７８から送出されると、弁７３は第一
の油圧系側に切り替わってしまう。すなわち、自動制御
系により第二の油圧系からクラッチシリンダ７４の油圧
を制御している途中で、偶然にクラッチペダル７２が強
く踏まれると、弁７３は第一の油圧系の側に切り換わり
、第二の油圧系からの制御が無効になってしまう。その
ため、クラッチシリンダを制御しようとして、第二の油
圧系を制御しても、クラッチシリンダを制御できないと
いう問題点があった。

本発明はこれを改良するもので、二つの流体圧力系を切
換えて出力口に送出する構造の三方弁において、時間的
に先に圧力が所定以上になった側の入力口の油圧系を選
択して出力口に送出し、その後で他方の側の入力口の油
圧系の圧力が増加しても先に選択した入力口の圧力を引
き続き出力口に送出する構造の三方弁を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の第一の発明は、両端が閉塞されたシリンダと、
このシリンダの内部を自由摺動するピストンと、このシ
リンダの両端近傍にそれぞれ設けられた二つの入力口と
、このシリンダの中央近傍に設けられた出力口を備えた
三方弁において、上記二つの入力口はシリンダの摺動側
壁面に設けられ、上記ピストンはその長さが、上記二つ
の入力口を同時に塞ぐことがなく、かつそれぞれ−方の
端部に当接する位置で上記入力口の各一方を塞ぐ長さで
あり、 上記二つの入力口の圧力が互いに等しい低圧であるとき
に上記ピストンをその二つの入力口の間の位置に静止さ
せる手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の第二の発明は、両端が閉塞されたシリン
ダと、このシリンダの内部を自由摺動するピストンと、
このシリンダの両端近傍にそれぞれ設けられた二つの入
力口と、このシリンダの中央近傍に設けられた出力口を
備えた三方弁において、 上記二つの入力口はシリンダの摺動側壁面に設けられ、
上記ピストンはその長さが、上記二つの入力口を同時に
塞ぐことがなく、かつそれぞれ−方の端部に当接する位
置で上記入力口の各一方を塞ぐ長さであり、 ピストンがそれぞれ一方の端部に当接する位置で上記入
力口の各一方の圧力を分圧してその端部壁面とピストン
との間に導く手段を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、二つの入力口がそれぞれシリンダの内側の摺
動側壁面に開口し、一方の入力口が開いている位置にピ
ストンがあるとき、他方の入力口はピストンによって閉
塞されているので、この入力口に高い圧力が加えられて
もピストンは移動しない。また二つの入力口の圧力が共
に消滅してその圧力が互いに等しい低圧である初期状態
に一旦戻ると、ピストンがいずれの入力口からの圧力に
よっても移動可能な状態となる。

すなわち第一の発明ではピストンをばねなどにより二つ
の入力口の中間に位置させ、先に圧力が人力された入力
口の側が出力口と連通ずる。

また第二の発明では先に人力された流体を分圧し、この
分圧をこの先に入力された側のピストンの端面に作用さ
せるので、ピストンは先に入力された入力口の側の流体
が出力口に連通ずる位置をとる。

〔実施例〕

つぎに各実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明第一実施例の説明断面図である。

この実施例は第一の発明の実施例である。第１図（ａ）
は三方弁の二つの入力口３Ａおよび３Ｂが大気圧である
初期状態を示し、第１図ら）および（Ｃ）はそれぞれ一
方の入力口を閉塞し他方の入力口の圧力を選択している
状態を示す。

第１図（ａ）において、両端が閉塞されたシリンダ１に
は、このシリンダ１の内部と自由摺動するピストン２、
このシリンダ１の両端近傍に設けられた入力口３Ａおよ
び３Ｂ、このシリンダ１の中央近傍に設けられた出力穴
４Ａおよび４Ｂに連通ずる出力口４がある。

入力口３Ａおよび３Ｂはシリンダの端面ではなくシリン
ダ１の摺動側壁面に設けられている。また、入力口３Ａ
および３Ｂの圧力が同時に大気圧である初期状態では、
ピストン２にはその中心にロッド２Ｃが取付けられ、こ
のロッド２ｃはシリンダ１の端面ＩＣを貫通し、このロ
ッド２Ｃの先端にばね５が設けられている。ばね５はロ
ッド２Ｃに挿通された摺動自在な二つのフランジ２Ｆお
よび２Ｇの間に設けられピストン２に他の力が作用しな
い状態では第１図（ａ）の位置にピストンを静止させる
ように作用する。ロッド２Ｃと端面１ｃとの間にはシー
ル構造ＩＤが設けられていて、シリング内の油圧が外に
漏れないようになっている。

第２図にピストン２０分解構造図を示す。ピストン２は
本体２Ａにロッド２Ｃが接続され、このロッド２Ｃには
上述のフランジ２Ｇおよび２Ｆが接続されている。本体
２Ａにはその円筒外周の端部近傍に溝２Ｈおよび２Ｊが
形成されていて、この溝２Ｈおよび２Ｊにはそれぞれ端
面に連通ずる切り欠き２におよび２Ｌが設けられている
。この切り欠き２におよび２Ｌおよび溝２Ｈおよび２Ｊ
はピストン端面とシリンダ端面との間の油圧を元の入力
口へ逃がすための通路である。

ピストン２の長さは、第１図（ａ）に示すように二つの
入力口３Ａおよび３Ｂを同時に塞ぐことなく、また第１
図ら）に示すようにピストン２が図の右方の端部に当接
するときには、入力口３Ｂを塞ぎ入力口３Ａと出力穴４
Ａとを連通させるように設定され、第１図（Ｃ）のよう
にピストン２が左方の端部に当接するときには、入力口
３Ａを塞ぎ入力口３Ｂを出力穴４Ｂと連通させるように
設定される。

第１図（ａ）において、二つの入力口３Ａおよび３Ｂの
いずれから流体が人力しても、ピストン２はそれぞれ反
対側に押される。すなわち第１図ら）のように入力口３
Ａより流体圧力が人力すると、ピストン２はばね５に抗
して図の右方に移動し、入力口３Ｂを閉塞する。この状
態でかりに入力口３Ｂに入力口３Ａに入力する圧力より
高い圧力が人力しても、シリンダ１の内部への通路はピ
スト２２０円筒側壁面により閉塞されているので、その
高い圧力はピストンの摺動方向と直角に働き、ピストン
２は摺動方向である左方に動くことがない。

従って入力口３Ａの人力は出力口４につづけて送出され
る。入力口３Ａおよび３Ｂが同時に大気圧となると、ば
ね５の作用によりピストン２は第１図（ａ）の初期状態
にひき戻される。入力口３Ｂから流体圧力が人力すると
ピストン２は第１図（Ｃ）の位置に移動して、入力口３
Ｂと出力穴４Ｂとを連通させ、入力口３Ａを閉塞する。

このとき入力口３Ａから入力口３Ｂよりも高い圧力が人
力しても、入力口３Ａは閉塞されているからピストン２
が移動することはない。

第３図は本発明による三方弁の第二実施例の説明断面図
を示す。

第３図においては、シリンダ１１はサブシリンダ１１Ａ
およびＩＩＢをそれぞれ両端部に備え、ピストン１２は
両端に上記サブシリンダ１１ＡおよびＩＩＢにそれぞれ
内包される突起端１２Ａおよび１２Ｂを備え、入力口１
３Ａおよび１３Ｂはシリンダ１１の摺動側面に設けられ
、またそれぞれ分岐路１６Ａおよび１６Ｂを備え、この
分岐路１６Ａおよび１６Ｂはそれぞれ上記サブシリンダ
ＩＩＡおよびＩＩＢと連通ずる。

さらにピストン１２の長さは同時に入力口１３Ａおよび
１３Ｂを塞ぐことなく、かつそれぞれ一方の端部に当接
する場合は、入力口１３Ａまたは１３Ｂの一方を塞ぎ、
入力口１３Ａを出力穴１４Ａを連通させるかまたは入力
口１３Ｂを出力穴１４Ｂに連通させる長さに設定される
。

したがってこの第二実施例においても、上記第一実施例
で説明したように、入力口１３Ａまたは１３Ｂにいずれ
かに先に圧力が入力された側の入力口と出力口が連通ず
る。そしてその後他の入力口からより大きな圧力が入力
されても、出力口と連通しない。

二つの入力口１３Ａおよび１３Ｂが同時に大気圧となり
、ピストン１２が第３図に示す位置となった場合に、先
に入力口１３Ａより流体が人力すれば出力穴１４Ａは開
通しているので、この入力流体は出力口１４より出力さ
れる。しかし先に入力口１３Ｂより流体圧力が人力した
ときは、この圧力は分岐路１６Ｂを経てサブシリンダ１
１Ｂに込められ、ピストンの突起端１２Ｂを図の左方に
押す。入力口１３Ａの側の各部の圧力は大気圧であるの
で、ピストン１２は第３図において左方に移動し、入力
口１３Ｂと出力穴１４Ｂとは連通ずる。したがって入力
口１３Ｂに入力された流体は出力口１４より出力する。

第４図は本発明第三実施例の説明断面図で、本図におい
て両入力口の圧力が大気圧状態の場合に入力流体が先に
入力口２３Ｂに供給された場合は、ピストン２２に設け
られた逃し穴２５Ｂによって、この入力流体の分圧がシ
リンダ２１の右側の内部端部に通じ、シリンダ２１の内
端面の中央部に設けられたピストン２２の端面との間の
空間２６に込められる。

したがってピストン２２は第４図の左方に移動し、入力
口２３Ｂと出力穴２４Ｂとは連通ずることになる。

第４図の状態で入力口２３Ａに大きい圧力が人力してい
るときに、後から入力口２３Ｂに圧力が入力すると、そ
の圧力は逃し穴２５Ｂを通り空間２６に入るが、この空
間部２６のピストン２２の右側の端面に作用する面積は
その左側の端面に作用する面積に比べて小さいので、そ
の面積の比率に反比例する圧力が入力口２３Ｂに入力し
ない限りピストン２２の位置は移動しない。

第５図は本第四実施例の説明断面図である。この例では
ピストン３２の両端がその直径が細く加工されている。

このためピストン３２とシリンダ３１の内壁との間には
それぞれすき間３５Ａおよび３５Ｂが生じる。入力流体
の分圧はこのすき間３５Ａまたは３５Ｂにより内壁端面
に導かれる。したがって、ピストン３２が第５図の位置
にあり二つの入力口が共に大気圧である状態から、入力
口３３Ｂに圧力が入力すると、ピストン３２は図の左方
に移動して入力口３３Ａを閉塞する。その後は入力口３
３Ａに圧力が人力しても、その圧力が作用するピストン
端面の面積は小さいから上述の第三実施例の場合と同様
に、かなり大きい圧力が反対側の入力口に人力しない限
りピストン３２は移動しない。

本発明の応用形態である自動車のＰＴＯの制御ブロック
構成図を示す第６図において、ＰＴＯスイッチ７７を閉
成してＰＴＯが作動しているとき、クラッチを接断する
ためクラッチシリンダ７４に作動する油圧は、アクチユ
エータ７６による一定圧力のものである。この一定油圧
が三方弁７３により選択されクラッチシリンダへ導通し
ている状態でクラッチペダル７２が踏まれ、マスクシリ
ンダ７８から送出される高い油圧が三方弁７３に供給さ
れても、三方弁は切換えられることなく先に圧力が発生
したアクチユエータ７６の出力はそのままクラッチシリ
ンダ７４に入力され、ＰＴＯの自動制御動作は中断され
ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、二つの流体源から
の流体を一つの管路に切換えて通ずる三方弁において、
先に高い圧力が入力する側に流体通路が安定して保持さ
れる効果がある。

この弁を使用することにより、自動車のＰＴＯの自動制
御を円滑かつ安定に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の説明断面図で、第１図（
ａ）は静止状態を示し、第１図（ｂ）、（Ｃ）は作動状
態を示す図。 第２図はピストンの分解構造図。 第３図は本発明の第二実施例の説明断面図。 第４図は本発明の第三実施例の説明断面図。 第５図は本発明の第四実施例の説明断面図。 第６図は本発明の応用形態である自動車のＰＴＯの制御
ブロック構成図。 第７図は従来例の説明断面図（１）。 第８図は従来例の説明断面図（２）。 １．１１．２１．３１．４１．５１・・・シリンダ、２
．１２．２２．３２．４２．５２・・・ピストン、２Ａ
・・・ピストンの本体、２Ｃ・・・ロッド、２Ｆ、２Ｇ
・・・フランジ、２Ｈ１２Ｊ・・・溝、２に、２Ｌ・・
・切り欠き、３Ａ、１３Ａ。 １５Ａ、２３Ａ、３３Ａ、４３Ａ、５３Ａ、３Ｂ、１３
Ｂ、１５Ｂ、２３Ｂ、３３Ｂ、４３Ｂ、５３Ｂ・・・入
力口、４．１４．２４．３４．４４．５４・・・出力口
、４Ａ、１４Ａ、　２４Ａ、　３４Ａ、４４Ａ、５４Ａ
、４　Ｂ、１４Ｂ、２４Ｂ、３４Ｂ、４４Ｂ。 ５４Ｂ・・・出力穴、５・・・ばね、ＩＩＡ、ＩＩＢ・
・・サブシリンダ、１２Ａ、１２Ｂ・・・ピストンの突
起端、１６Ａ、１６Ｂ・・・分岐路、２６．３６．４７
・・・空間、２５Ａ、２５Ｂ・・・逃し穴、３５Ａ、３
５Ｂ・・・すき間、４６・・・突起、７１・・・クラッ
チ部（ＣＬ）、７２・・・クラッチペダル、７３・・・
三方弁、７４・・・クラッチシリンダ、７５・・・バキ
ュームタンク（ＶＴ）、７６・・・アクチユエータ、７
７・・・ＰＴＯスイッチ、７８・・・マスクシリンダ。 特許出願人　　日野自動車工業株式会社代理人　　弁理
士　井　出　直　孝 （ａ） （Ｃ） 篤−大、０！Ｌ例の説明吋面図 尾　１　因 尾　２　図 だ　３　ロ 第三χ拒ｌ／９１ｊｔ明防面図 第四大扇例貌明Ｆ７面図 Ｍ　５　口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端が閉塞されたシリンダと、このシリンダの内
   部を自由摺動するピストンと、このシリンダの両端近傍
   にそれぞれ設けられた二つの入力口と、このシリンダの
   中央近傍に設けられた出力口を備えた三方弁において、 上記二つの入力口はシリンダの摺動側壁面に設けられ、 上記ピストンはその長さが、上記二つの入力口を同時に
   塞ぐことがなく、かつそれぞれ一方の端部に当接する位
   置で上記入力口の各一方を塞ぐ長さであり、 上記二つの入力口の圧力が互いに等しい低圧であるとき
   に上記ピストンをその二つの入力口の間の位置に静止さ
   せる手段を備えた ことを特徴とする三方弁。
2. （２）両端が閉塞されたシリンダと、このシリンダの内
   部を自由摺動するピストンと、このシリンダの両端近傍
   にそれぞれ設けられた二つの入力口と、このシリンダの
   中央近傍に設けられた出力口とを備えた三方弁において
   、 上記二つの入力口はシリンダの摺動側壁面に設けられ、 上記ピストンはその長さが、上記二つの入力口を同時に
   塞ぐことがなく、かつそれぞれ一方の端部に当接する位
   置で上記入力口の各一方を塞ぐ長さであり、 上記ピストンがそれぞれ一方の端部に当接する位置で上
   記入力口の各一方の圧力を分圧してその端部壁面とピス
   トンとの間に導く手段を備えたことを特徴とする三方弁
   。