JPH0562675B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、ダイアフラムに及ぼすパイロツト圧
により直接流路を開閉して、流体の流れ方向を変
換する方向切換弁に関する。

「従来技術およびその問題点」 この種の方向切換弁は米国特許第4516605号が
提案している。まず第５図ないし第７図について
この方向切換弁を説明する。

この方向切換弁は、ガスケツトを兼ねるダイア
フラム１１で分断された流路ブロツク２０と制御
ブロツク４０を有し、この流路ブロツク２０に一
対の流路切換弁部２１が設けられている。流路ブ
ロツク２０には、圧力流体源（コンプレツサ）Ｐ
から圧力流体（加圧空気）を受ける単一の供給ポ
ート２２が開口している。この供給ポート２２か
ら分離させた一対の分離流路２３は、それぞれ一
対の流路切換弁部２１の環状通路２４に連通して
いる。この環状通路２４の中央には負荷ポート２
５が開口し、この負荷ポート２５に連通する環状
通路２６の中央に、排出ポート２７が開口してい
る。環状通路２４、負荷ポート２５、環状通路２
６および排出ポート２７は、それぞれダイフラム
１１側に開口し、また負荷ポート２５は、アクチ
ユエータＡに接続され、排出ポート２７は大気に
開放されている。

図示するアクチユエータＡはシリンダ装置で、
ピストンｐによつて区画されたシリンダ室Ｓ１，
Ｓ２に、左右の流路切換弁部２１の負荷ポート２
５がそれぞれ連通している。

負荷ポート２５および排出ポート２７の周縁
は、ダイフラム１１がそれぞれ接離する弁座２５
ｓ、弁座２７ｓとなつている。この弁座２５ｓ，
２７ｓは、平面状態のダイフラム１１から若干離
れるように、切下げられている。１２は、ダイフ
ラム１１はその表裏の圧力差により負荷ポート２
５（排出ポート２７）内に変形するのを防止する
グリツド（網体）である。

流路ブロツク２０の供給ポート２２の中央に
は、圧力流体源Ｐからの圧力流体の流れ方向に正
対させて、パイロツト圧導入路２８が穿設され、
このパイロツト圧導入路２８は、ダイフラム１１
の小孔および制御ブロツク４０側のパイロツト圧
通路４１を介してパイロツト切換弁４２に連通し
ている。パイロツト圧導入路２８に及ぼされる圧
力は、流体力学の法則から、供給ポート２２にお
ける圧力流体の圧力により若干高くなる。この実
施例では、この圧力をパイロツト圧として利用す
る。

パイロツト切換弁４２は、入口４３から入るこ
のパイロツト圧を一対の切換出口４４，４５のい
ずれか一方に択一して生じさせ、他方を大気圧と
するものである。切換出口４４の圧力は、制御ブ
ロツク４０に穿設したパイロツト圧通路４６，４
７を介し、一方の流路切換弁部２１の負荷ポート
２５のダイアフラム上側中央と、他方の流路切換
弁部２１の排出ポート２７のダイアフラム上側中
央に導かれ、ダイアフラム１１にパイロツト圧を
及ぼす。同様に切換出口４５の圧力は、パイロツ
ト圧通路４８，４９を介して、一方の流路切換弁
部２１の排出ポート２７のダイアフラム上側中央
と、他方の流路切換弁部２１の負荷ポート２５の
ダイアフラム上側中央に導かれ、ダイアフラム１
１にパイロツト圧を及ぼす。パイロツト圧通路４
６ないし４９のダイアフラム１１側への開口端
は、環状通路２４または環状通路２６に及ぶ滑ら
かな円弧面４６ａないし４９ａとして形成されて
いる。

上記構成の方向切換弁は次のように作動する。
パイロツト切換弁４２により、切換出口４４側に
パイロツト圧を生じさせ、切換出口４５側を大気
圧にすると、第６図のように右方の流路切換弁部
２１においては、ダイフラム１１が弁座２５ｓに
着座すると同時に弁座２７ｓから離れる。また左
方の流路切換弁部２１においては、ダイフラム１
１が弁座２７ｓに着座すると同時に弁座２５ｓか
ら離れる。つまり左方の流路切換弁部２１の負荷
ポート２５は供給ポート２２に連通し、右方のそ
れは排出ポート２７に連通するため、ピストンｐ
は図の右方に動く。

逆にパイロツト切換弁４２により切換弁出口４
５側にパイロツト圧を生じさせ、切換出口４４側
を大気圧としたときには、ダイフラム１１は第５
図のように変形するから、ピストンｐは図の左方
に動く。

この方向切換弁は、摺動部がないこと、よつて
潤滑が不要であること、大流量が流せること、精
密機械加工が不要で加工性がよいこと、等の優れ
た特徴がある。しかし上記パイロツト切換弁４２
は、切換出口４４と切換出口４５のいずれかに択
一してパイロツト圧を生じさせるものであるた
め、ピストンｐを停止させるという動作が不可能
であつた。別言すると、この方向切換弁は、ピス
トンｐを右行させるか左行させるかの２位置制御
のみ可能で、これに停止を含む３位置の制御を行
なうことができなかつた。

「発明の目的」 本発明は、この問題点を解決し、３位置制御が
可能なダイアフラム型パイロツト操作方向切換弁
を得ることを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、一対の流路切換弁部を作動させるた
めのパイロツト切換弁を一対の切換弁に対応させ
てそれぞれ設けるとともに、各パイロツト切換弁
には、一対の上記パイロツト圧通路にそれぞれ連
通する、互いに機密を保持された一対の制御室
と；この一対の制御室間に機密を保持して挿通し
た弁アームと；この弁アームに作用してこれを揺
動駆動させる往復駆動アクチユエータと；この弁
アームの揺動位置に応じ、一対の制御室の一方を
大気に連通させ、他方にパイロツト圧力を導く弁
手段と；を設け、かつ、この一対のパイロツト切
換弁の往復駆動アクチユエータを、一対の負荷ポ
ートと供給ポート間をそれぞれ同時に連通または
遮閉すべく、各々独立して作動可能としたことを
特徴としている。

この構成によると、一対の負荷ポートに対する
圧力流体の供給を同時に停止し、あるいは同時に
供給することができる。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。第
１図ないし第４図は本発明の実施例を示すもの
で、各図はそれぞれ異なる作動状態を示してい
る。本発明の方向切換弁は、従来装置と同様に流
路ブロツク２０、制御ブロツク４０およびダイフ
ラム１１を有しており、流路ブロツク２０側の構
成は、従来装置と同一である。よつて同一部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。

制御ブロツク４０側には、左右の流路切換弁部
２１に対応させて、一対のパイロツト切換弁５０
が設けられている。このパイロツト切換弁５０
は、左右同一または対象構造であり、それぞれの
負荷ポート２５を供給ポート２２または排出ポー
ト２７に択一して連通させる機能を持ち、かつ両
者は独立して作動可能である。以下このパイロツ
ト切換弁５０の詳細を説明する。

制御ブロツク４０には、負荷ポート２５および
排出ポート２７の中心位置に対応させて、それぞ
れパイロツト圧通路５１，５２が穿設され、この
パイロツト圧通路５１，５２は、左右の独立した
制御室５３，５４に連通している。この制御室５
３，５４にはまた、上記パイロツト圧導入路２８
に連通するパイロツト圧導入路５５，５６と、大
気に連通する大気通路５７，５８がそれぞれ開口
している。そしてこのパイロツト圧導入路５５と
大気通路５７の先端は、制御室５３内の上下の対
向位置に臨む弁座５５ｓ，５７ｓを構成し、同様
に、パイロツト圧導入路５６と大気通路５８の先
端は、制御室５４内の上下の対向位置に臨む弁座
５６ｓ，５８ｓを構成している。

制御室５３と５４の間の隔壁には、弁アーム６
０が揺動可能かつ左右の制御室間の気密を保持す
るように支持されていて、この弁アーム６０の両
端の上下には、それぞれ弁座５５ｓ，５７ｓおよ
び弁座５６ｓ，５８ｓに対応する弁体５５ｖ，５
７ｖおよび弁体５６ｖ，５８ｖが固定されてい
る。

この弁アーム６０の中間部分は、ソレノイド６
１のオンオフで直進往復動するプランジヤ６２に
枢着されている。そしてこのプランジヤ６２は常
時は圧縮ばね６３により突出方向に付勢され、こ
のため弁アーム６０はその弁体５６ｖ，５７ｖ
が、それぞれ弁座５６ｓ，５７ｓから離座する方
向に揺動付勢されている。このとき弁体５５ｖ，
５８ｖはそれぞれ弁座５５ｓ，５８ｓに着座す
る。

これに対しソレノイド６１の励磁すると、プラ
ンジヤ６２が圧縮ばね６３の力に打ち勝つて引込
まれ、その結果、弁体５５ｖ，５８ｖがそれぞれ
弁座５５ｓ，５８ｓから離座し、弁体５６ｖ，５
７ｖが、それぞれ弁座５６ｓ，５７ｓに着座す
る。

本発明において重要なことは、このパイロツト
切換弁５０が左右で独立して制御できることであ
り、このため、第１図ないし第４図に示す３位置
制御ができる。

第１図、ピストンｐを右行させる場合で、図の
左方のソレノイド６１がオフ、右方のソレノイド
６１がオンにされている。この状態では、図から
明らかなように、左方のパイロツト切換弁５０の
弁アーム６０は、その弁体５５ｖ，５８ｖを弁座
５５ｓ，５８ｓに着座させ、弁体５６ｖ，５７ｖ
を弁座５６ｓ，５７ｓから離座させている。した
がつて制御室５３には大気通路５７を介して大気
が導かれるから大気圧、制御室５４にはパイロツ
ト圧導入路５６，２８を介してパイロツト圧が導
かれるからパイロツト圧になる。するとダイアフ
ラム１１は、パイロツト圧通路５２を介し、弁座
２７ｓの背面においてパイロツト圧を受けること
となつてこの弁座２７ｓに着座し、排出ポート２
７と環状通路２６の連通を断つ。他方弁座２５ｓ
の背面は大気圧であるため、弁座２５ｓから離れ
て供給ポート２２と負荷ポート２５を連通させ
る。

これに対し右方のパイロツト切換弁５０の弁ア
ーム６０は、以上と正反対にその弁体５６ｖ，５
７ｖを弁座５６ｓ，５７ｓに着座させ、弁体５５
ｖ，５８ｖを弁座５５ｓ，５８ｓから離座させて
いるから、制御室５３がパイロツト圧で、制御室
５４が大気圧にる。よつてダイフラム１１は、パ
イロツト圧通路５１から与えられるパイロツト圧
により、弁座２５ｓに着座して負荷ポート２５と
供給ポート２２の連通を断ち、弁座２７ｓから離
れて負荷ポート２５を環状通路２６に連通させ
る。以上の開閉関係により、圧力流体源Ｐから供
給ポート２２に供給される圧力流体は、左方の負
荷ポート２５からアクチユエータＡのシリンダ室
Ｓ１に流れ、よつてピストンｐが右行する。シリ
ンダ室Ｓ２の作動流体は、右方の負荷ポート２５
から排出ポート２７に流れ、大気に開放される。

このようにパイロツト切換弁５０はそのソレノ
イド６１をオフにすると、負荷ポート２５を供給
ポート２２に連通させ、排出ポート２７との連通
を断ち、オンにすると、負荷ポート２５を排出ポ
ート２７に連通させて、供給ポート２２との連通
を断つことが分る。よつて左右のソレノイド６１
のオンオフの組み合わせにより第２図ないし第４
図の制御ができる。

第２図は、ピストンｐを左行される場合で、左
右のパイロツト切換弁５０の関係が第１図とは逆
で、左方のソレノイド６１がオン、右方のソレノ
イド６１がオフとなつつている。

左右のパイロツト切換弁５０のソレノイド６１
をともにオフにしたのが、第３図であり、ともに
オンにしたのが第４図である。第３図の状態で
は、シリンダ室Ｓ１，Ｓ２の両方に圧力流体が導
かれるから、両ロツドシリンダの場合にはピスト
ンｐは停止し、第４図の状態では、逆にシリンダ
室Ｓ１，Ｓ２の両方に対する圧力流体の供給が断
たれるから、同様にピストンｐは停止し、かつ自
由に左右に動かし得る状態になる。

上記実施例では、ソレノイド６１のオンにより
負荷ポート２５を供給ポート２２に連通させるよ
うにしたが、ソレノイド６１の設置位置を変更す
ることにより、これのオフで負荷ポート２５を供
給ポート２２に連通させることもできる。この他
パイロツト切換弁５０は種々変形が可能である。
また上記実施例ではパイロツト圧を供給ポート２
２に開口させたパイロツト圧導入路２８からとつ
ているが、ダイアフラム１１を作動させるに足る
パイロツト圧が得られれば、他の部分からパイロ
ツト圧をとつてもよい。

「発明の効果」 以上のように本発明によると、一対の方向切換
弁部を有するダイアフラム型パイロツト操作方向
切換弁において、アクチエータに接続される一対
を負荷ポートを同時に供給ポートあるいは排出ポ
ートに連通させることができる。よつて例えばピ
ストンを右行、左行させる他に停止させる３位置
制御が可能となるため、より高度なアクチエータ
への適用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示す、
互いに異なる作動状態の縦断面図、第５図、第６
図は米国特許第4516605号で提案されている方向
切換弁を示す、互いに異なる作動状態の縦断面
図、第７図は第５図の−線に沿う断面図であ
る。 Ａ……アクチエータ（シリンダ装置）、ｐ……
ピストン、１１……ダイフラム、２０……流路ブ
ロツク、２１……流路切換弁部、２２……供給ポ
ート、２３……分離通路、２４……環状通路（供
給ポート）、２５……負荷ポート、２６……環状
通路（負荷ポート）、２７……排出ポート、２８，
５５，５６……パイロツト圧導入路、４０……制
御ブロツク、５０……パイロツト切換弁、５１，
５２……パイロツト圧通路、５３，５４……制御
室、５５ｓ，５６，５７ｓ，５８ｓ……弁座、５
５ｖ，５６ｖ，５７ｖ，５８ｖ……弁体、６０…
…弁アーム、６１……ソレノイド、６２……プラ
ンジヤ、６３……圧縮ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流路ブロツクと制御ブロツクとの間にダイア
   フラムを挟着し、 上記流路ブロツクに、圧力流体源から圧力流体
   を受ける供給ポートと、アクチエータに連なる負
   荷ポートと、大気に開放された排出ポートとを有
   する流路切換弁部を一対形成するとともに、この
   一対の流路切換弁部の供給ポートと負荷ポートの
   間、および負荷ポートと排出ポートの間をそれぞ
   れを上記ダイアフラムによつて直接開閉可能とな
   し、 他方上記制御ブロツク側には、上記ダイアフラ
   ムに流路ブロツクとは反対側の表面からパイロツ
   ト圧を及ぼすパイロツト圧通路を形成し、さらに
   このパイロツト圧通路に及ぼすパイロツト圧を制
   御して、上記負荷ポートを供給ポートまたは排出
   ポートに択一して連通させるパイロツト切換弁を
   設けたダイアフラム型パイロツト式方向制御弁に
   おいて、 上記パイロツト切換弁は、上記一対の切換弁部
   に対応させてそれぞれ設けられており、 各パイロツト切換弁は、 一対の上記パイロツト圧通路にそれぞれ連通す
   る、互いに機密を保持させた一対の制御室と； この一対の制御室間に機密を保持して挿通した
   弁アームと； この弁アームに作用してこれを揺動駆動させる
   往復駆動アクチユエータと； この弁アームの揺動位置に応じ、上記一対の制
   御室の一方を大気に連通させ、他方にパイロツト
   圧力を導く弁手段と；を備え、 かつ、この一対のパイロツト切換弁の往復駆動
   アクチユエータは、一対の負荷ポートと供給ポー
   ト間をそれぞれ同時に連通または遮閉すべく、
   各々独立して作動可能であることを特徴とするダ
   イアフラム型パイロツト操作方向切換弁。