JPH0332802Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、機械的変位に比例した空気圧または
流量を発生させる比例弁に関するものである。

［従来の技術］ 従来、機械的変位に比例した流体圧または流量
を発生させる比例弁として、スプール弁体の一端
と対象物の機械的変位に伝達する部材の間にコイ
ルスプリングを介設すると共に、上記スプール弁
体の他端に出力圧のフイードバツク圧力または戻
しスプリングよりなる対抗力発生部を設けたもの
は、既に知られている（一例として実公昭43−
26506号公報参照）。上記比例弁は、対抗力発生部
をフイードバツク圧力とした場合には機械的変位
に比例した流体圧を、戻しスプリングの付勢力と
した場合には機械的変位に比例した流量を、それ
ぞれ発生させることができる。

しかしながら、このような比例弁では、スプー
ルを変位させる部材及びコイルスプリングの保持
についての十分な配慮がなされていないため、コ
イルスプリングが圧縮されたときに全体的にねじ
れた状態で湾曲してその姿勢が不安定になり、プ
ランジヤやスプリングの収納器壁などの他物との
接触による摩耗等で特性が変化するという問題が
ある。特に、機械的変位に比例した出力を得よう
とする場合には、一般的に、機械的変位を行う部
材のストロークが比較的大きく、そのストローク
を吸収できる程度の長さのコイルスプリングを用
いる必要があるので、該スプリングが長くなり、
従つて圧縮されたときに全体的にねじれた状態で
湾曲してその姿勢が不安定になり易い。

この問題を解決するために、コイルスプリング
を大径にすることが考えられるが、単にコイルス
プリングを大径にすると、それに伴つてプランジ
ヤやスプール弁体を大径にする必要があるので、
弁が大形になるという新たな問題を生ずる。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、コイルスプリングを保持するプラン
ジヤ及びスプリング座の摺動を円滑にすると共
に、弁を大形にすることなしにコイルスプリング
の径を可能な限り大径に形成することによつて、
圧縮されたときのコイルスプリングの姿勢を安定
させて摩耗等による特性の変化を抑制すること
を、目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上述した目的を達成するため、本考案の比例弁
は、供給ポート、出力ポート及びリリーフポート
を備え、スプール弁体により上記供給ポートと出
力ポート間の流路及び出力ポートとリリーフポー
ト間の流路の開口量を制御する弁部に、上記スプ
ール弁体を駆動する駆動部及び該駆動部の変位に
対抗する対抗力発生部をスプール弁体に対向させ
て設置し、上記駆動部においては、対象物の機械
的変位が伝えられるプランジヤをボンネツトに出
没自在に支持させて、その内端に該プランジヤよ
り大径のスプリング座を固定すると共に、上記ス
プリング座に対向して、前記スプール弁体に駆動
力を伝える軸部をもつた該軸部よりも大径のスプ
リング座を配設し、これらのスプリング座の間に
該スプリング座によつて両端を保持されたコイル
スプリングを介設し、プランジヤ及びスプリング
座における摺動部分を軸受によつて支持させると
共に、上記コイルスプリングを他物に接触しない
範囲内で大径に形成したことを特徴としている。

［作用］ 上記比例弁においては、プランジヤに対象物が
当接してそれに機械的変位が伝えられると、それ
がコイルスプリングの付勢力と対抗力発生部との
力の差に比例した変位量に変換されてスプール弁
体が駆動される。スプール弁体の駆動によりそれ
に対向して作用する力が等しくなると、スプール
弁体がその位置に停止し、これによつて機械的変
位に比例した空気圧または流量が発生する。

この際、上記コイルスプリングを保持するプラ
ンジヤ及びスプリング座の摺動部分を軸受によつ
て支持させているので、それらの摺動が極めて円
滑に行われる。

また、スプール弁体を、コイルスプリングを介
することなく直接機械的に変位させると、スプー
ル弁体が上記機械的変位量に等しい量だけ変位す
るために、出力ポートの流体圧を対抗して作用さ
せても圧力制御弁として機能しないばかりでな
く、スプール弁体が許容可動範囲を越えて変位し
て破損する恐れがあるが、上記圧力制御弁は、駆
動部に設けたコイルスプリングのばね反力がプラ
ンジヤの機械的変位量に対抗することにより、コ
イルスプリングが機械的変位量に比例した力を発
生させるので、圧力制御弁として機能できるばか
りでなく、軸受がスプリング座の過度の移動を防
止するので、スプール弁体が破損する恐れがな
い。

さらに、上記コイルスプリングを他物に接触し
ない範囲内で大径に形成すると共に、両端をスプ
リング座で保持したので、プランジヤ及びスプリ
ング座の円滑な摺動と相俟つて、コイルスプリン
グが圧縮されたときにねじれた状態で湾曲したり
することが少なく、その姿勢が安定化し、他物と
の接触による摩耗等で特性が変化するのを抑制す
ることができる。

［実施例］ 以下に図面を参照して本考案の実施例について
詳述する。

第１図に示す実施例の変位−空気圧比例弁は、
プランジヤの機械的変位に比例した空気圧を発生
させるもので、駆動部１及び弁部２と、後記する
対抗力発生部３０とを備えている。

上記駆動部１は、ボンネツト３に軸受４及びダ
ストシール用のロツドパツキン５を通して出没可
能に支持されたプランジヤ６を備え、このプラン
ジヤ６には、外端にローラ７回転自在に取りつけ
ると共に、内端にスプリング座８をナツト９で固
定し、また側面に凹設した溝に回り止めピン１０
の先端を挿入している。

ボンネツト３内の室１１においては、上記スプ
リング座８に対向させてスプリング座１２を配設
し、両スプリング座８，１２の間にコイルスプリ
ング１３を配設している。上記スプリング座１２
は、それに突設した軸１４を、弁部２におけるボ
デイ１５と前記ボンネツト３との間に挟持された
ブツシユ１６に軸受１７で摺動自在に支持させた
ものである。なお、上記軸受４，１７としては、
ドライベアリング、含油軸受、その他の各種軸受
を用いることができる。また、上記コイルスプリ
ング１３は、プランジヤ６の変位に比例した力を
発生させるもので、室１１の内壁等の他物に接触
しない範囲内で可及的に大径に形成し、しかもそ
の両端をスプリング座８，１２に保持させるだけ
で、中間部をガイド等に接触させず、従つて長期
にわつて使用しても摩耗等による特性の変化が生
じないように構成している。

一方、上記弁部２においては、ボデイ１５に連
設したベース１８に供給ポート１９、出力ポート
２０及びリリーフポート２１を設け、ボデイ１５
の内部には上記各ポートに通じる開口をもつたス
リーブ２２を内設し、該スリーブ２２内にスプー
ル弁体２３を摺動自在に嵌挿している。このスプ
ール弁体２３は、供給ポート１９と出力ポート２
０との間の流路、及び出力ポート２０とリリーフ
ポート２１との間の流路の開口量を制御するもの
で、その一端を上記スプリング座１２に突設した
軸１４に当接または連結すると共に、他端に対抗
力発生部３０の対抗力を作用させている。

図示した実施例においては、この対抗力発生部
３０の対抗力は、フイードバツク通孔２７により
出力ポート２０に連通するフイードバツク圧力室
２６における出力圧の作用力と、該圧力室２６に
縮設したコイルスプリング２４の付勢力によつて
構成されている。このコイルスプリング２４は、
その両端をスプール弁体２３とボデイ１５に嵌着
したスプリング座２５とに保持させ、外径をスリ
ーブ２２やスプリング座２５に接触しない範囲内
で可及的に大径に形成して安定度を増大させ、従
つて、例えばスプールに設けた穴内に挿入してそ
の内面をガイドにしたりすることなく、長期にわ
たる使用においても他物との接触による摩耗によ
り特性の変化が生じないように構成している。

図示した実施例は、上述のように機械的変位に
比例した空気圧を発生させるものであるから、ス
プール弁体２３の端面に、コイルスプリング２４
の付勢力と出力圧の作用力とが作用する対抗力発
生部３０を備えているが、機械的変位に比例した
空気流量を得る場合には、対抗力発生部３０にフ
イードバツク通孔２７を設けることなく、コイル
スプリング２４の付勢力を強いものとすればよ
い。

なお、図中の２８は、スリーブに設けた引抜き
溝である。

上記構成を有する比例弁においては、例えば第
４図に図示するように、流体圧シリンダ４０のワ
ーク４１に設けたドツグ４２がプランジヤ６の先
端に設けたローラ７に接触して、プランジヤ６を
第１図の矢印方向に変位させると、その変位がコ
イルスプリング１３によつてローラ７の機械的変
位量に比例した力に変換され、この力がスプリン
グ座１２を介してスプール弁体２３に作用し、コ
イルスプリング２４の付勢力に抗してスプール弁
体２３を移動させる。

これにより供給ポート１９と出力ポート２０間
の流路が連通すると、出力ポート２０の圧力が上
昇してその圧力がフイードバツク圧力室２６に導
入され、この圧力のスプール弁体２３への作用力
及びコイルスプリング２４の付勢力の和よりなる
対抗力発生部３０の対抗力と、上記コイルスプリ
ング１３の付勢力との拮抗により、スプール弁体
２３がプランジヤ６の変移に応じたバランス位置
に保持されることになり、出力ポートに上記変位
に比例した空気圧を得ることができる。第２図
は、プランジヤ６の変位量と出力ポート２０にお
ける２次圧力の関係を示すものである。

また、フイードバツク通孔を設けずに、コイル
スプリング１３の付勢力とコイルスプリング２４
の付勢力のみよりなる対抗力発生部３０の対抗力
とを拮抗させる場合には、第３図に示すような流
量特性が得られることになる。

［考案の効果］ 本考案の比例弁によれば、極めて簡単な構造で
ありながら、コイルスプリングを伸縮させるプラ
ンジヤとコイルスプリング座の軸部が円滑に摺動
することと、これによつて圧縮されるコイルスプ
リングを他物に接触しない範囲内で大径にし、か
つその両端を上記プランジヤや軸部より大径のス
プリング座で保持したこととによつて、コイルス
プリングが圧縮されたときにねじれた状態で湾曲
したりすることが抑制されてその姿勢が安定化
し、荷酷な使用条件においても円滑に作動すると
共にすぐれた耐久性を発揮し、長期にわたつて所
期の特性を維持することができる。

また、コイルスプリングとその両端を保持する
スプリング座のみを大径にして、プランジヤやス
プール弁体を大径にする必要がないので、弁が大
形になることを可及的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る比例弁の実施例を示す断
面図、第２図及び第３図は本考案の比例弁の特性
を示す線図、第４図は使用態様の説明図である。 １……駆動部、２……弁部、４，７……軸受、
６……プランジヤ、８，１２……スプリング座、
１３……コイルスプリング、１９……供給ポー
ト、２０……出力ポート、２１……リリーフポー
ト、２３……スプール弁体、３０……対抗力発生
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 供給ポート、出力ポート及びリリーフポートを
   備え、スプール弁体により上記供給ポートと出力
   ポート間の流路及び出力ポートとリリーフポート
   間の流路の開口量を制御する弁部に、上記スプー
   ル弁体を駆動する駆動部及び該駆動部の変位に対
   抗する対抗力発生部をスプール弁体に対向させて
   設置し、上記駆動部においては、対象物の機械的
   変位が伝えられるプランジヤをボンネツトに出没
   自在に支持させて、その内端に該プランジヤより
   大径のスプリング座を固定すると共に、上記スプ
   リング座に対向して、前記スプール弁体に駆動力
   を伝える軸部をもつた該軸部よりも大径のスプリ
   ング座を配設し、これらのスプリング座の間に該
   両スプリング座によつて両端を保持されたコイル
   スプリングを介設し、プランジヤ及びスプリング
   座における摺動部分を軸受によつて支持させると
   共に、上記コイルスプリングを他物に接触しない
   範囲内で大径に形成したことを特徴とする比例
   弁。