JPH0615187Y2 - 切 換 弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、切換弁に関し、特に空気圧などの流通路を切
り換えてシリンダ装置などの作動を制御する切換弁に適
用して有効な技術に関するものである。

［従来の技術］ この種の切換弁として、弁本体内に形成された軸孔と、
この軸孔にその軸方向に沿って移動自在に挿入されてい
るスプール軸と、前記軸孔の内周面、または前記スプー
ル軸の外周部の一方にその軸方向に所定の間隔をおいて
周設され、前記スプール軸の移動により他方に側面で当
接されてシールする複数のシール部材とを備えたものが
ある。

また、前記したような複数のシール部材が他方に摺接さ
れてシールする構造の切換弁も知られている（たとえ
ば、特公昭５３−２２９７４号公報、特開昭５４−１３
４８２５号公報および実開昭５１−９７８３４号公
報）。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述した前者の切換弁は、シール部材が
軸孔の内周側面またはスプール軸の外周部側面に当接さ
れる構造となっているため、製作時に、スプール軸を軸
孔の軸方向に沿って挿入させることができない。

このため、弁本体を分割部材で形成し、この分割部材で
スプール軸を包み込むようにして製作しているが、この
ような構造では、製作が煩雑化し、また複数の分割部材
や各分割部材の結合部をシールするＯリングが必要とさ
れるなど、構造が複雑化し、コスト高となる問題点があ
る。

また、この切換弁は、複数のシール部材が軸孔の内周側
面またはスプール軸の外周部側面に略同時に当接されて
それぞれシールする構造とされているが、この複数のシ
ール部材相互間の間隔誤差などにより、シールが確実に
行われない場合があるという問題点がある。

一方、上述した後者の切換弁は、そのシール部材が摺接
するため、摺動によりシール部材が磨耗し、またその摺
動抵抗が生じるという問題点がある。

本考案の目的は、製作の容易化や構造の簡素化を図るこ
とができ、また軸孔の内周面またはスプール軸の外周部
に周設されたシール部材のシール性の向上を図ることが
できる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］ 上記の目的を達成するために、本考案の切換弁は、弁本
体内に形成された軸孔と、この軸孔にその軸方向に沿っ
て移動自在に挿入されているスプール軸と、前記軸孔の
内周面または前記スプール軸の外周部の一方にその軸方
向に所定の間隔をおいて周設され、前記スプール軸の移
動により前記軸孔の内周面または前記スプール軸の外周
部の他方に略同時に当接されて、所定のポート間の流通
路をそれぞれシールする同一形状からなる複数のシール
部材とを備えた切換弁であって、前記複数のシール部材
はその弾性変形により前記スプール軸の前記軸孔への挿
入が可能なように形成されると共に、入力ポートから出
力ポートへ流れる被制御流体の流体圧によって、前記軸
孔の内周面または前記スプール軸の外周部の一方に略同
時に押接される前記複数のシール部材のうちの一つの弾
性率が、他のシール部材の弾性率よりも大きくなるよ
う、互いに異なっている構造としたものである。

［作用］ 上記の構造からなる本考案の切換弁によれば、シール部
材がその弾性変形によってスプール軸の軸孔への挿入が
可能なように形成されていることにより、製作時にスプ
ール軸を軸孔の軸方向に沿って挿入させることができる
ので、弁本体を分割部材で形成する必要性がなく、製作
の容易化や構造の簡素化を図ることができる。

また、略同時に共働して所定のポート間の流通路をそれ
ぞれシールするシール部材の弾性率が互いに異なってい
ることにより、これらのシール部材が軸孔の内周面また
はスプール軸の外周部の一方に当接した際に、弾性率の
大きいシール部材が弾性率の小さいシール部材よりも大
きく圧縮変形されるので、この圧縮変形によりこれらの
シール部材相互間の間隔誤差などによるシールの不確実
性を確実に防止することができる。

さらに、シール部材が摺接されないので、摺動によるシ
ール部材の磨耗を防止することができ、また、シール部
材の摺動抵抗をなくすことができる。

［実施例１］ 第１図は本考案の一実施例である切換弁を示す断面図で
ある。

本実施例の切換弁は、５ポート４方弁とされていて、中
間ブロック１を介して結合されている弁本体２と、ソレ
ノイド部３とを備えている。

前記弁本体２は、外周面の一側に第１排出ポート４と入
力ポート５と第２排出ポート６とが開設され、また、外
周面の他側に、第１出力ポート７と第２出力ポート８と
が開設されている。

弁本体２内には、その軸方向に沿って断面円形状の軸孔
９が形成され、この軸孔９の外端側はエンドカバー１０
によって閉塞されている。

軸孔９の内周面には、複数の弁座９ａ，９ｂ，９ｃ，９
ｄが所定の間隔をおいて周設され、各弁座９ａ，９ｂ，
９ｃ，９ｄの角部は曲面状に形成されている。

軸孔９には、その軸方向に沿って移動自在のスプール軸
１１が挿入され、このスプール軸１１の移動を案内する
リング状のガイド部材１２が該軸孔９の両端に設けられ
ている。

スプール軸１１の外周部の大径部には、その軸方向に所
定の間隔をおいて環状溝が形成され、この各環状溝に、
たとえばＯリングなどの同一形状からなるシール部材１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが嵌装されている。シー
ル部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、それぞれ弁
座９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに当接され、また離反され
る。

同一形状のシール部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
が嵌装されたスプール軸１１は、該シール部材１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの弾性変形により軸孔９にその
軸方向に沿った挿入が可能とされている。

また、スプール軸１１の移動により略同時に共働してシ
ールする一対のシール部材１３ａ，１３ｃの各弾性率お
よびシール部材１３ｂ，１３ｄの各弾性率は、互いに異
なっている。

すなわち、本実施例においては、シール部材１３ｂ，１
３ｃの弾性率が大きく、シール部材１３ａ，１３ｄの弾
性率が小さく設定されている。

スプール軸１１内には、その軸方向に沿って延在する連
通孔１１ａとこれと直交する孔１１ｂ，１１ｂとが形成
されていて、これらの連通孔１１ａと孔１１ｂ，１１ｂ
とによって軸孔９の両端側の液体圧が同圧とされるよう
になっている。

また、連通孔１１ａの左側の大径孔部にはスプリング１
４が設けられ、このスプリング１４によってスプール軸
１１がソレノイド部３側に付勢されている。

前記中間ブロック１には、スプール軸１１などを手動操
作するための手動ボタン１５が設けられている。

前記ソレノイド部３は、ソレノイドカバー１６によって
外端側が閉塞されたフレーム１７を備え、このフレーム
１７の内部の外周側には、ソレノイドコイル１８が設け
られている。このソレノイドコイル１８の中心孔１８ａ
には、その中途まで固定鉄心１９が嵌入され螺着されて
いる。固定鉄心１９は、そのねじ部でその螺入量を変え
ることにより中心孔１８ａの軸方向に沿った移動調整が
できるようになっている。

中心孔１８ａの内端側の残存部分には、可動鉄心２０が
その軸方向に沿って移動自在に設けられている。可動鉄
心２０は、スプール軸１１のスプリング１４よりも付勢
力の大きいスプリング２１によって軸孔９側に付勢され
ている。また、可動鉄心２０とスプール軸１１との間に
は、中間ブロック１の孔に設けられたスペーサ２２が介
在されている。

そして、ソレノイド部３の消磁時においては、第１図に
示すように、可動鉄心２０がそのスプリング２１の付勢
力によって軸孔９側に移動されているが、該ソレノイド
部３の励磁時には、その励磁力により可動鉄心２０が固
定鉄心１９側に移動され、この移動にスプール軸１１が
スプリング１４の付勢力により同伴される構造とされて
いる。

次に、本実施例の作用について説明する。

本実施例の切換弁は、ソレノイド部３の消磁時には第１
図に示すように可動鉄心２０のスプリング２１の付勢力
によって該可動鉄心２０およびスプール軸１１が同図の
左側に移動されている。

この状態においては、シール部材１３ｂ，１３ｄが弁座
９ｂ，９ｄにそれぞれ当接され、シール部材１３ａ，１
３ｃが弁座９ａ，９ｃからそれぞれ離反されていて、空
気圧などの被制御流体が入力ポート５から第２出力ポー
ト８への流通路を通じて、図示しないシリンダなどの機
器に供給される。

他方、その機器から排出された被制御流体が第１出力ポ
ート７から第１排出ポート４への流通路を通じて外部に
排出される。

この場合に、シール部材１３ｂ，１３ｄの弾性率が互い
に異なっていることにより、弾性率の大きいシール部材
１３ｂが弾性率の小さいシール部材１３ｄよりも大きく
圧縮変形されるので、この圧縮変形によりこれらのシー
ル部材１３ｂ，１３ｄ相互間の間隔誤差などによるシー
ルの不確実性を確実に防止することができる。

また、入力ポート５から第２出力ポート８への流通路を
流れる流体の流体圧によって、シール部材１３ｂが弁座
９ｂに押接されるが、このシール部材１３ｂは弾性率が
大きいため、その弾性変形によって、弁座９ｂに密着さ
れ、そたがって自己シール性がよく、この点からしても
シール性の向上を図ることができる。

他方、シール部材１３ｄは、入力ポート５から第２出力
ポート８への流通路を流れる流体の流体圧を受け、ソレ
ノイド部３側に押し込まれるような状態とされるが、こ
のシール部材１３ｄは、その弾性率が小さいため、該流
体圧によって弾性変形されて隙間を生じさせるようなこ
とがなく、したがって流体の漏れを確実にシールするこ
とができる。

次に、第１図に示す状態から、ソレノイド部３に励磁す
ると、その励磁力によって可動鉄心２０およびスプール
軸１１が第１図の右側に移動される。

この移動により、シール部材１３ｂ，１３ｄが弁座９
ｂ，９ｄからそれぞれ離反し、シール部材１３ａ，１３
ｃが弁座９ａ，９ｃに略同時にそれぞれ当接され、流体
が入力ポート５から第１出力ポート７への流通路を通じ
て図示しないシリンダなどの機器に供給され、この機器
から排出された流体が第２出力ポート８から第２排出ポ
ート６への流通路を通じて外部に排出される。

この場合にも、前記したと同様に、シール部材１３ａ，
１３ｃは、その弾性率が互いに異なっているため、弁座
９ａ，９ｃに確実に当接されて流体の漏れをシールする
ことができる。

また、入力ポート５から第１出力ポート７への流通路を
流れる流体の流体圧によって、シール部材１３ｃが弁座
９ｃに押接されるが、このシール部材１３ｃは弾性率が
大きいため、その弾性変形によって、弁座９ｃに密着さ
れるので、該シール部材１３ｃによるシール性の向上を
図ることができる。

他方、入力ポート５から第１出力ポート７への流通路を
流れる流体の流体圧を受けるシール部材１３ａは、その
弾性率が小さいため、該流体圧によって弾性変形されて
隙間を生じさせるようなことがなく、したがって流体の
漏れを確実にシールすることができる。

また、本実施例の切換弁におけるシール部材１３ａ，１
３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、その弾性変形によりスプール
軸１１の軸孔９への挿入が可能なように形成されている
ことにより、製作時にスプール軸１１を軸孔９の軸方向
に沿って挿入させることができるので、弁本体２を分割
部材で形成する必要性がなく、製作の容易化や構造の簡
素化、さらにはコストの低廉化を図ることができる。

［実施例２］ 第２図は本考案の他の実施例である切換弁を示す断面図
である。

本実施例２の切換弁は、弁座９ａ，９ｂの間にシール部
材１３ａ，１３ｂが位置され、弁座９ｃ，９ｄの間にシ
ール部材１３ｃ，１３ｄが位置されて、同一形状のシー
ル部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが弁座９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄにそれぞれ当接され、また離反される構
造とされている。

本実施例においては、シール部材１３ａ，１３ｃの各弾
性率およびシール部材１３ｂ，１３ｄの各弾性率が互い
に異なっている。

そして、ソレノイド部３の消磁時に入力ポート５から第
１出力ポート７への流通路を流れる流体圧により弁座９
ａに押接されるシール部材１３ａの弾性率の方が、シー
ル部材１３ｃの弾性率よりも大きくされている。

また、ソレノイド部３の励磁時に、入力ポート５から第
２出力ポート８への流通路を流れる流体圧により弁座９
ｄに押接されるシール部材１３ｄの弾性率の方が、シー
ル部材１３ｂの弾性率よりも大きくされている。

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１および２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１および２におけるシール部材１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、スプール軸１１の外周
部に周設されているが、本考案におけるシール部材１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは軸孔９の内周面に周設さ
れているものであっても良い。

また、シール部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、
スプール軸１１の外周面と軸孔９の内周面とに互いに配
設されているものであっても良い。

［考案の効果］ 本考案の切換弁によれば、弁本体内に形成された軸孔
と、この軸孔にその軸方向に沿って移動自在に挿入され
ているスプール軸と、前記軸孔の内周面または前記スプ
ール軸の外周部の一方にその軸方向に所定の間隔をおい
て周設され、前記スプール軸の移動により前記軸孔の内
周面または前記スプール軸の外周部の他方に略同時に当
接されて、所定のポート間の流通路をそれぞれシールす
る同一形状からなる複数のシール部材とを備えた切換弁
であって、前記複数のシール部材はその弾性変形により
前記スプール軸の前記軸孔への挿入が可能なように形成
されると共に、入力ポートから出力ポートへ流れる被制
御流体の流体圧によって、前記軸孔の内周面または前記
スプール軸の外周部の一方に略同時に押接される前記複
数のシール部材のうちの一つの弾性率が、他のシール部
材の弾性率よりも大きくなるよう、互いに異なっている
構造とされていることにより、以下の効果を得ることが
できる。

(1)．各シール部材が、同一形状からなり、その弾性変
形によってスプール軸の軸孔への挿入が可能なように形
成されていることにより、製作時に、スプール軸を軸孔
の軸方向に沿って挿入させることができるので、弁本体
を分割部材で形成する必要性がなく、製作の容易化や構
造の簡素化を図ることができる。

(2)．略同時に共働して所定のポート間の流通路をそれ
ぞれシールする各シール部材の弾性率が互いに異なって
いることにより、これらのシール部材が軸孔の内周面ま
たはスプール軸の外周部の一方に当接した際に、弾性率
の大きいシール部材が弾性率の小さいシール部材よりも
大きく圧縮変形されるので、この圧縮変形によりこれら
のシール部材相互間の間隔誤差などによるシールの不確
実性を確実に防止することができる。

(3)．シール部材が摺接されないので、摺動によるシー
ル部材の磨耗を防止することができる。

(4)．シール部材が摺接されないので、シール部材の摺
動抵抗をなくすことができる。

(5)．(4)の効果により、スプール軸の作動力の軽減化と
スプール軸の作動部の小型化を図ることができる。

(6)．(1)と(5)の効果により、切換弁のコストの低廉化
を図ることができる。

(7)．(2)と(3)の効果により、切換弁の作動信頼性の向
上を図ることができる。

【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図は本考案の他の実施例である切換弁を示す断面図
である。 １……中間ブロック、 ２……弁本体、 ３……ソレノイド部、 ４……第１排出ポート、 ５……入力ポート、 ６……第２排出ポート、 ７……第１出力ポート、 ８……第２出力ポート、 ９……軸孔、 ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ……弁座、 １０……エンドカバー、 １１……スプール軸、 １１ａ……連通孔、 １１ｂ……孔、 １２……ガイド部材、 １３ａ，１３ｂ……シール部材、 １３ｃ，１３ｄ……シール部材、 １４……スプリング、 １５……手動ボタン、 １６……ソレノイドカバー、 １７……フレーム、 １８……ソレノイドコイル、 １８ａ……中心孔、 １９……固定鉄心、 ２０……可動鉄心、 ２１……スプリング、 ２２……スペーサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−134825（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−97834（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−5327（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−38934（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−24381（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−22974（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体内に形成された軸孔と、この軸孔に
   その軸方向に沿って移動自在に挿入されているスプール
   軸と、前記軸孔の内周面または前記スプール軸の外周部
   の一方にその軸方向に所定の間隔をおいて周設され、前
   記スプール軸の移動により前記軸孔の内周面または前記
   スプール軸の外周部の他方に略同時に当接されて、所定
   のポート間の流通路をそれぞれシールする同一形状から
   なる複数のシール部材とを備えた切換弁であって、前記
   複数のシール部材はその弾性変形により前記スプール軸
   の前記軸孔への挿入が可能なように形成されると共に、
   入力ポートから出力ポートへ流れる被制御流体の流体圧
   によって、前記軸孔の内周面または前記スプール軸の外
   周部の一方に略同時に押接される前記複数のシール部材
   のうちの一つの弾性率が、他のシール部材の弾性率より
   も大きくなるよう、互いに異なっていることを特徴とす
   る切換弁。
2. 【請求項２】４方弁であることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の切換弁。