JPH0322613Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、切換弁、特に、空気圧や油圧によつ
てシリンダ等を操作する場合に用いられる切換弁
に関する。

〔従来の技術〕

この種の切換弁としては、スプール軸の外周部
または弁本体の弁座の少なくとも一方に設けられ
た複数のシール部材が、その他方に略同時に摺接
されて、それぞれの弁座の弁孔が閉鎖されるもの
がある。

また、その複数のシール部材が、スプール軸の
外周部または弁本体の弁座に対して摺接されるも
のではなく、単に当接されてそれぞれの弁座の弁
孔が閉鎖される切換弁もある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記したうちで前者の切換弁
は、その複数のシール部材がスプール軸の外周部
または弁本体の弁座に摺接されて、それぞれの弁
座の弁孔が閉鎖されるため、その両者間の摺接に
伴う擢動によりシール部材が摩耗する。そこで、
このシール部材の摩耗を防止するために、切換弁
に流れる流体中に潤滑剤を混入させる手段もある
が、その流体が潤滑剤を混入されるに不適当であ
る場合には、この手段は採れない。

また、シール部材の摺接は、スプール軸の移動
時に擢動抵抗を生じさせるため、その抵抗分だけ
スプール軸の作動力を高めなければ作動の信頼性
を確保することができない。したがつて、スプー
ル軸の作動が電磁式である切換弁にあつては、そ
の作動力を高めるためにソレノイド部等をその摺
動抵抗分だけ大形化しなければならない。

他方、後者の切換弁は、そのシール部材がスプ
ール軸の外周部または弁本体の弁座に当接される
だけで摺接されることがないので、前記したよう
な問題点はない。

しかしながら、その複数のシール部材が、スプ
ール軸の外周部または弁本体の弁座に対して正確
に同時に当接されてそれぞれの弁座の弁孔からの
流体の漏れが確実に防止されるように、複数のシ
ール部材の間の距離の誤差をなくすことは困難で
ある。そこで、複数のシール部材の間の距離を適
宜、微調整できるような構造にすることも考えら
れるが、構造が複雑となり、しかもその距離の調
整も難しくかつ煩わしい。

本考案は、前記した問題点を解消するためにな
されたものであり、その目的は、複数のシール部
材が可動軸の外周部または弁本体の弁座に摺接さ
れずに当接されて、それぞれの弁座の弁孔が閉鎖
され、しかも、その構造が簡単であるにも拘わら
ず、それぞれの弁座の弁孔が確実にシールされて
閉鎖されるようにした切換弁を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

前記した問題点を解決するため、本考案は、可
動軸の外周部または弁本体の弁座の少なくとも一
方に設けられているとともに、その他方に当接さ
れて弁座の弁孔をシールし閉鎖するシール部材を
２以上有しており、また、これらの２以上のシー
ル部材は、前記それぞれの当接が略同時に行われ
てそれぞれの弁座の弁孔を共働してシールして閉
鎖し、また、前記２以上のシール部材は、その弾
性率がそれぞれ異なつていることにより、圧縮変
形率が異なつている切換弁である。

〔作用〕

前記した構造の切換弁によれば、弁座の弁孔の
シールと閉鎖とは、可動軸のその軸方向に沿つて
の移動により、複数のシール部材が可動軸の外周
部または弁本体の弁座に対して摺接されずに当接
されて行われるので、該シール部材の摺接に伴う
摺動に起因するシール部材の摩耗や摺動抵抗をな
くすことができる。

また、可動軸がその軸方向に沿つて移動され、
複数のシール部材が可動軸の外周部または弁本体
の弁座に対して略同時に当接された際、それらの
複数のシール部材は、それぞれ弾性率が互いに異
なるため、弾性率の高い方のシール部材は、弾性
率の低い方のシール部材よりも大きく圧縮および
変形されて当接されている。そして、この弾性率
の高い方のシール部材の圧縮変形により、前記移
動中の可動軸は、その移動がより大きく許容さ
れ、この許容された可動軸の移動により弾性率の
低い方のシール部材は、可動軸の外周部または弁
本体の弁座に十分に押接されてその弁座の弁孔を
確実にシールし閉鎖することができる。

他方、弾性率の高い方のシール部材により、シ
ールされ閉鎖される弁座の弁孔も、そのシール部
材の多くの圧縮変形により確実にシールされて閉
鎖されることとなる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例である切換弁を示す
断面図、第２図は第１図の要部の部分的拡大断面
図である。

本実施例における切換弁は、電磁弁であつて、
弁本体１とこれと連結されているソレノイド部２
とからなる。前者の弁本体１は、弁本体フレーム
３と、この弁本体フレーム３内に、ＯリングＲで
結合個所がシールされて組み込まれた３つの構成
部材４，５，６を有している。また、弁本体１
は、その外周面の一側（第１図においては下方
側）に、第１排出ポート７、入力ポート８、第２
排出ポート９がそれぞれ設けられている。弁本体
１の外周面の他側（第１図においては上方側）に
は、第１出力ポート１０、第２出力ポート１１が
それぞれ設けられている。

この弁本体１の中心部には、その軸方向に沿つ
た円孔１２がソレノイド部２まで延びて形成され
ている。

また、この円孔１２の内周面には、その円孔１
２の底部からソレノイド部２側にかけて順に、第
１弁座（弁座）１３、第２弁座（弁座）１４、第
３弁座（弁座）１５、第４弁座（弁座）１６がそ
れぞれ形成されている。それらの第１弁座（弁
座）１３と第４弁座（弁座）１６とには、それぞ
れの環状溝にＯリングからなる第１シール部材
（シール部材）１３ａと第４シール部材（シール
部材）１６ａとがそれぞれ嵌装されて設けられて
いる。また、第２弁座１４と第３弁座１５とは、
テーパ状に形成されている。

そして、前記第１排出ポート７と第１出力ポー
ト１０とは、第１弁座１３の第１弁孔（弁孔）１
３ｂを通じて、また入力ポート８と第１出力ポー
ト１０とは、第２弁座１４の第２弁孔（弁孔）１
４ｂを通じて、また入力ポート８と第２出力ポー
ト１１とは、第３弁座１５の第３弁孔（弁孔）１
５ｂを通じて、さらに第２排出ポート９と第２出
力ポート１１とは、第４弁座１６の第４弁孔（弁
孔）１６ｂを通じて、それぞれ連通可能とされて
いる。

また、この円孔１２には、その軸方向に沿つて
移動自在のスプール軸（可動軸）１７が設けられ
ている。このスプール軸（可動軸）１７の外周部
には、円孔１２の底部からソレノイド部２側にか
けて順に、第１当接部１８、第２当接部１９、第
３当接部２０、第４当接部２１がそれぞれ形成さ
れている。それらの第１当接部１８と第４当接部
２１とは、テーパ状に形成されている。

また、第２当接部１９と第３当接部２０とに
は、それぞれ環状溝にＯリングからなる第２シー
ル部材（シール部材）１９ａと第３シール部材
（シール部材）２０ａとがそれぞれ嵌装されて設
けられている。

そして、前記第１当接部１８と第１シール部材
１３ａとの当接、第２シール部材１９ａと第２弁
座１４との当接、第３シール部材２０ａと第３弁
座１５との当接、第４当接部２１と第４シール部
材１６ａとのそれぞれの当接により、第１弁孔１
３ｂ、第２弁孔１４ｂ、第３弁孔１５ｂ、第４弁
孔１６ｂがそれぞれシールされて閉鎖される構造
となつている。

このような第１当接部１８と第１シール部材１
３ａとの当接および第３シール部材２０ａと第３
弁座１５との当接は、第１図および第２図に示す
ようにスプール軸（可動軸）１７がソレノイド部
２側に移動された際に行われるが、それらの２つ
の当接は略同時に行われるようになつている。

また、第１シール部材１３ａと第３シール部材
２０ａとは弾性材で形成されているが、両者はそ
の弾性率がそれぞれ互いに異なつている。

本実施例では、第１シール部材１３ａよりも第
３シール部材２０ａの方が弾性率が高くなつてい
る。

この弾性率の違いは、第１当接部１８と第１シ
ール部材１３ａとの当接および第３シール部材２
０ａと第３弁座１５との当接が、たとえば製作上
の誤差により、正確に同時に行われない場合で
も、第１弁孔１３ａあるいは第３弁孔１５ｂが確
実にシールされて閉鎖されるように機能する。

すなわち、スプール軸（可動軸）１７がソレノ
イド部２側に移動されて、第３シール部材２０ａ
が第３弁座１５に、第１当接部１８が第１シール
部材１３ａにそれぞれ当接された際、前者の第３
シール部材２０ａは第１シール部材１３ａよりも
弾性率が高いため、第３シール部材２０ａは第１
シール部材１３ａよりも多く圧縮され変形され当
接されている。そして、この第３シール部材２０
ａのより多くの圧縮変形により、スプール軸（可
動軸）１７のソレノイド部２側への移動がより大
きく許容され、この許容されたスプール軸（可動
軸）１７の移動により、第１当接部１８が第１シ
ール部材１３ａに十分押接されて第１弁孔１３ｂ
が確実にシールされ閉鎖されることとなる。勿
論、この場合、第３弁孔１５ｂも第３シール部材
２０ａの圧縮変形に伴う弾性力により確実にシー
ルされ閉鎖されることとなる。

次に、第２シール部材１９ａと第２弁座１４と
の当接および第４当接部２１と第４シール部材１
６ａとの当接は、スプール軸（可動軸）１７が第
１図〜第２図において左方向側に移動された際に
行われる。これらの２つの当接は、略同時に行わ
れるようになつている。また、第２シール部材１
９ａと第４シール部材１６ａとは、それぞれ弾性
材で形成されているが、両者はその弾性率がそれ
ぞれ異なつている。本実施例では、第４シール部
材１６ａよりも第２シール部材１９ａの方が弾性
率が高くなつている。

この弾性率の違いは、第２シール部材１９ａと
第２弁座１４との当接および第４当接部２１と第
４シール部材１６ａとの当接が、たとえば製作上
の誤差により、正確に同時に行わわれない場合で
も、第２弁孔１４ｂあるいは第４弁孔１６ｂが確
実にシールされて閉鎖されるように機能する。

この機能の詳細については、前述した第１当接
部１８と第１シール部材１３ａとの当接および第
３シール部材２０ａと第３弁座１５との当接のと
ころで述べたことと基本的に同様であるので、そ
の説明は省略する。

ここで、前記スプール軸（可動軸）１７をその
軸方向に移動させるための作動機構は、次の通り
である。

ソレノイド部２のフレーム２２の内部の外周側
には、ソレノイドコイル２３が設けられている。
このソレノイドコイル２３の中心孔には、その中
途まで固定鉄心２４が嵌入され、また、その中心
孔の残存部分には、可動鉄心用孔２５が形成され
ている。この可動鉄心用孔２５は、固定鉄心２４
の中央孔２４ａと連通され、さらにこの固定鉄心
２４の中央孔２４ａは、弁本体１の円孔１２と連
通されている。そして、その固定鉄心２４の中央
孔２４ａには、その軸方向に沿つて押上ロツド２
６が移動自在に貫通されている。この押上ロツド
２６は、その一端がスプール軸（可動軸）１７と
連結され、他端側が可動鉄心用孔２５まで延びて
いる。

可動鉄心用孔２５には、可動鉄心２７がその軸
方向に沿つて移動自在に設けられている。この可
動鉄心２７の内部には、スプリング収容室２７ａ
が形成されていて、このスプリング収容室２７ａ
に第１スプリング２８が収容されている。

前記押上ロツド２６は、前記スプリング収容室
２７ａに至り、その先端の鍔部２６ａが、第１ス
プリング２８により弁本体１側に付勢されてスプ
リング収容室２７ａの内部開口端に押接されてい
る。

一方、弁本体１の円孔１２の底部には、第１ス
プリング２８よりも付勢力の弱い第２スプリング
２９が設けられている。この第２スプリング２９
は、スプール軸（可動軸）１７と押上ロツド２６
とを図において右方側に付勢している。前記した
第１当接部１８と第１シール部材１３ａとの当接
および第３シール部材２０ａと第３弁座１５との
当接は、この第２スプリング２９の付勢力により
行われる。そして、これらの当接により、図に示
す状態のように、第１弁孔１３ｂと第３弁孔１５
ｂとが、それぞれ第１シール部材１３ａと第３シ
ール部材２０ａとにより確実にシールされ閉鎖さ
れる。この閉鎖状態において、圧縮空気等の流体
が入力ポート８から導入され、第２弁孔１４ｂを
経て第１出力ポート１０から外部に排出されて、
図示しないシリンダ等の所定の機器に供給され
る。他方、そのようなシリンダ等の所定の機器か
ら排出された圧縮空気等の流体が第２出力ポート
１１から導入され、第４弁孔１６ｂを経て第２排
出ポート９から排出される。

しかし、ソレノイドコイル２３が励磁される
と、第２スプリング２９の付勢力に抗して可動鉄
心２７が第１図の左方側に移動され固定鉄心２４
の外端面に吸着される。この際に、その可動鉄心
２７の移動に同伴されて、スプール軸（可動軸）
１７と押上ロツド２６とが同様に図の左方側に移
動され、前記した第２弁座１４と第２シール材１
９ａとの当接および第４当接部２１と第４シール
部材１６ａとの当接が行われる。そして、これら
の当接により第２弁孔１４ｂと第４弁孔１６ｂと
がそれぞれ第２シール部材１９ａと第４シール部
材１６ａとにより確実にシールされ閉鎖される。
この閉鎖状態において、圧縮空気等の流体が入力
ポート８から導入され、第３弁孔１５ｂを経て第
２出力ポート１１から外部に排出されて、図示し
ないシリンダ等の所定の機器に供給される。他
方、そのようなシリンダ等の所定の機器から排出
された圧縮空気等の流体が、第１出力ポート１０
から導入され、第１弁孔１３ｂを経て第１排出ポ
ート７から排出される。

以上のように、本考案を実施例に基づき具体的
に説明したが、本考案は前記した実施例に限定さ
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。

たとえば、本実施例においては、第１シール部
材１３ａが第１弁座１３に設けられ、第３シール
部材２０ａがスプール軸（可動軸）１７の第３当
接部２０に設けられているというように、共働さ
れる一組の複数のシール部材１３ａ，２０ａまた
は１６ａ，１９ａとは、それぞれ弁本体１とスプ
ール軸（可動軸）１７とに別々に設けられている
が、それらの複数のシール部材１３ａ，２０ａま
たは１６ａ，１９ａとがそれぞれ弁本体１にの
み、あるいはスプール軸（可動軸）１７にのみ設
けられているようにしてもよい。

また、本実施例における切換弁は５方向切換弁
としたが、たとえば３方向あるいは４方向切換弁
などとしてもよい。

〔考案の効果〕

本考案によれば、可動軸の外周部、または弁本
体の弁座の少なくとも一方に設けられた複数のシ
ール部材が、可動軸の軸方向への移動により他方
に略同時に当接されてそれぞれの弁座の弁孔を共
働してシールし閉鎖する切換弁であつて、前記複
数のシール部材の各々の弾性率が互いに異なつて
いる構造とすることにより、以下の効果を得るこ
とができる。

(1) 複数のシール部材は、可動軸の外周部または
弁本体の弁座に当接されるが摺接されないの
で、このような摺接に伴うシール部材の摺動に
より該シール部材が摩耗することがない。

(2) (1)の効果により、シール部材の摩耗を防止す
るための潤滑剤を切換弁に流れる流体に混入し
なくとも該シール部材の摩耗を十分防止するこ
とが可能である。

(3) 前記したように、複数のシール部材は、可動
軸の外周部または弁本体の弁座に摺接されない
ので、このような摺接に伴う摺動抵抗がなく、
したがつて、その摺動抵抗がない分、小さな作
動力で可動軸を運動させることができる。

(4) (3)の効果により、可動軸の作動部の小形化を
図ることができる。

(5) 複数のシール部材のそれぞれの弾性率を互い
に異ならせるという簡単な構造により、それら
のシール部材による弁座の弁孔のシールと閉鎖
とを確実に行わせることができる。

(6) 前記(5)の簡単な構造により、安価な切換弁を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である切換弁を示す
断面図、第２図は第１図の要部の部分的拡大断面
図である。 １……弁本体、２……ソレノイド部、３……弁
本体フレーム、４，５，６……構成部材、７……
第１排出ポート、８……入力ポート、９……第２
排出ポート、１０……第１出力ポート、１１……
第２出力ポート、１２……円孔、１３……第１弁
座（弁座）、１３ａ……第１シール部材（シール
部材）、１３ｂ……第１弁孔（弁孔）、１４……第
２弁座（弁座）、１４ｂ……第２弁孔（弁孔）、１
５……第３弁座（弁座）、１５ｂ……第３弁孔
（弁孔）、１６……第４弁座（弁座）、１６ａ……
第４シール部材（シール部材）、１６ｂ……第４
弁孔（弁孔）、１７……スプール軸（可動軸）、１
８……第１当接部、１９……第２当接部、１９ａ
……第２シール部材（シール部材）、２０……第
３当接部、２０ａ……第３シール部材（シール部
材）、２１……第４当接部、２２……フレーム、
２３……ソレノイドコイル、２４……固定鉄心、
２４ａ……中央孔、２５……可動鉄心用孔、２６
……押上ロツド、２６ａ……鍔部、２７……可動
鉄心、２７ａ……スプリング収容室、２８……第
１スプリング、２９……第２スプリング、Ｒ……
Ｏリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可動軸の外周部、または弁本体の弁座の少なく
   とも一方に設けられた複数のシール部材が、可動
   軸の軸方向への移動により他方に略同時に当接さ
   れてそれぞれの弁座の弁孔を共働してシールし閉
   鎖する切換弁であつて、前記複数のシール部材の
   各々の弾性率が互いに異なつている切換弁。