JPH0615189Y2 - 手動切換え弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば油圧シリンダ装置におけるピストンロ
ッドの往復動などのために異なる２方向に選択的に圧油
するための手動切換え弁に係り、特に、切換え時に圧力
の急速低下を抑制しつつ圧油の供給方向を切換えること
のできる手動切換え弁に関する。

〔従来技術とその問題点〕

一般に、プレス機においては、ピストンロッドが鉛直方
向に延在するように油圧シリンダ装置を配設してこのピ
ストンロッドの上端に金型の下型を支持し、ピストンロ
ッドを上方に伸長して加圧するものが従来から知られて
いる。この場合、加圧状態においてピストンロッドを下
降せしめるべく圧油の供給方向を切換えると、下方への
力が作用しているピストンロッドは急激に下降して油圧
シリンダ装置を損傷するおそれがある。

このため従来、例えば、特開昭６０−２４９７０８号公
報に記載のように、ソレノイド等の電磁式切換弁と圧液
式切換弁を用い、流路を途中で分岐させ、その分岐流路
の途中に逆止弁や制御部分を配設するなどして、アクチ
ュエータや圧液機械に衝撃が発生しないようにした流路
切換弁があった。しかし、このような公報記載の構造に
すると、いたずらに装置が大型化したり、その制御が複
雑となり、コストアップしてしまうという問題ととも
に、動作頻度を多くすると焼きつきが生じたり、あるい
は停電時には使用不可能になるという問題点があった。

〔考案の目的〕

本考案は、前述した従来のものにおける問題点を解決
し、簡単な構成により機械的に圧力を保持しつつ圧油の
供給方向を切換えることのできる手動切換え弁を提供す
ることを目的とする。

〔考案の概要〕

前述した問題点を解決するため本考案は、軸方向に移動
可能に配設され圧油を第１方向および第２方向に選択的
に供給し得る２つの作動位置および圧油の供給を停止す
る中立位置を取り得るスプールと、前記圧油を第１方向
に供給する供給路に介装されている逆止弁と、この逆止
弁の下流側の供給路に連通するように形成されている高
圧室と、この高圧室に隣接され油タンクと連通している
低圧室と、これらの高圧室と低圧室を区画し高圧室側に
大きな受圧面が形成された第１弁体と、この第１弁体の
内周側に配設され第１弁体の内周面に形成されたバルブ
シートに当接して前記高圧室と低圧室を区画し高圧室側
に小さな受圧面が形成された第２弁体と、前記第２方向
へ圧油を供給する作動位置に前記スプールを切換えたと
きに前記スプールとの間に介装されたばね部材の作用に
より前記第２弁体および第１弁体を第２弁体から先に前
記高圧室側に押動させる作動ロッドとを有し、前記第１
弁体および第２弁体に、それぞれ内外を連通する連通孔
を穿設し、第１弁体の連通孔の断面積を第２弁体の連通
孔の断面積より大きくしたことを特徴としている。

前述した構成の本考案によれば、圧油の供給方向を第１
方向から第２方向に切換えると、まず第１方向への圧油
の供給が遮断されると同時に逆止弁が閉じて逆止弁の下
流側の高圧状態が保持され、つぎに、圧油の供給方向が
第２方向に切換わる際のスプールの移動に伴なってばね
部材を介して作動ロッドが第２弁体を高圧室側に押動さ
せる。このとき第２弁体は、高圧室側に小さな受圧面が
形成されているので容易に移動され、第１弁体に形成さ
れているバルブシートから第２弁体が離間して、第２弁
体の内周側の圧油が第２弁体に形成されている小径の連
通孔を介してある程度の時間を掛けて低圧室に抜ける。
すると、高圧室内の圧油の圧力が低下するので、ついで
スプールおよび作動ロッド間に介装されているばね部材
の作用により作動ロッドが第１弁体をも高圧室側に押動
させ、これにより大容量の圧油が低圧室に抜け得る状態
になり、第２方向への圧油の供給により高圧室内の圧油
が低圧室に抜けることになる。このように、圧油の供給
方向を第１方向から第２方向に切換えることにより、ま
ず第２弁体のみが移動して第２弁体の小さな連通孔を介
して圧油が低圧室に抜けて高圧室内の圧力が低下してか
ら初めて第１弁体が移動して高圧室内の大容量の圧油が
低圧室に抜けるので、第１方向から第２方向への圧油の
供給方向への切換えが急激に生じず、したがって、格別
の外的制御を行なうことなく機器を破損しないで圧油の
供給方向を切換えることができる。

〔考案の実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例により説明する。

図において符号１は手動切換え弁の全体図であり、この
手動切換え弁１のハウジング２は、第１半部３Ａと第２
半部３Ｂとを軸方向に接続して構成されている。このハ
ウジング２内には、軸方向に延在する貫通孔４が穿設さ
れており、この貫通孔４内を軸方向に摺動し得るスプー
ル５が挿入されている。このスプール５は、前記ハウジ
ング２を構成する第２半部３Ｂのほぼ全範囲にわたって
摺動し得るようになっており、このスプール５の一端部
は第２半部３Ｂから突出し、この突出している一端部
は、前記第２半部３Ｂに接続されている蓋体６に液密に
支持されている。そして、この蓋体６から外部に突出し
ているスプール５と平行に延在するブラケット７が前記
蓋体６に突設されており、このブラケット７の先端部に
は、このブラケット７の幅方向に拡開した長孔８が穿設
されている。この長孔８内には、この長孔８に沿って移
動し得る支持ピン９が支持されており、この支持ピン９
には、先端にボール状の把手１１が突設された手動ハン
ドル１０が回動自在に支持されている。さらに、前記ス
プール５の先端には、前記ブラケット７と平行に延在す
るブラケット１２が突設されており、このブラケット１
２の先端部に突設されたピン１３が前記手動ハンドル１
０の中間部に枢着されている。したがって、把手１１を
手に取って手動ハンドル１０を回動させると、手動ハン
ドル１０は支持ピン９を中心として回動し、その中間部
にピン１３を介して接続されているスプール５を「てこ
の原理」により軽い力で移動することができる。

前記ハウジング２には、前記貫通孔４に連通しスプール
５に対向する圧油供給ポート１４が形成されており、こ
の圧油供給ポート１４と連通する接続部１５には、図示
しない圧油供給管が接続されている。また、この圧油供
給ポート１４の軸方向における両側のハウジング２に
は、前記圧油供給ポート１４から供給された圧油を第１
方向に供給する第１ポート１６と、同じく前記圧油供給
ポート１４から供給された圧油を第２方向に供給する第
２ポート１７とが、第１ポート１６が前記手動ハンドル
１０側に位置するように形成されており、このうち、前
記第２ポート１７と連通する接続部１８には、図示しな
い圧油導出管が接続されている。また、前記第１ポート
１６に対向するハウジング２内には、中間部２０が前記
貫通孔４と平行に延在するほぼコ字状の供給路１９が形
成されており、この供給路１９は、前記ハウジング２の
軸方向において前記手動切換え弁１の反対側端部に形成
されている接続部２１と連通され、この接続部２１に
は、図示しない圧油導出管が接続されている。

前記スプール５は、前記ハウジング２の圧油供給ポート
１４に対向する位置に、この圧油供給ポート１４の軸方
向長さより長い範囲にわたって小径部２２を備えてお
り、この小径部２２の両側には、前記貫通孔４の内径と
ほぼ等しい外径の大径部２３Ａ，２３Ｂが形成されてい
る。そして、前記手動ハンドル１０が実線位置Ａに位置
するスプール５の中立位置においては、圧油供給ポート
１４は、両大径部２３Ａ，２３Ｂにより第１ポート１６
および第２ポート１７との連通を阻害され、また、前記
手動ハンドル１０が鎖線位置Ｂに位置するスプール５の
第１作動位置においては、圧油供給ポート１４は第１ポ
ート１６とのみ連通し、さらに、前記手動ハンドル１０
が鎖線位置Ｃに位置するスプール５の第２作動位置にお
いては、圧油供給ポート１４は第２ポート１７とのみ連
通するようになっている。

前記小径部２３Ｂより端部側のスプール５には環状部２
４が形成されており、この環状部２４は、基端側の小径
部２５Ａと、先端側の大径部２５Ｂとが段部２５Ｃを介
して連接されて構成されており、前記大径部２５Ｂの外
径は前記貫通孔４の内径とほぼ等しい寸法とされてい
る。また、前記ハウジング２には、前記環状部２４の大
径部２５Ａの外周側と連通するタンクポート２６とが形
成されており、このタンクポート２６と連通する接続部
２７には、図示しない圧油還流管が接続されている。さ
らに、前記スプール５の環状部２４の隣接位置には、貫
通孔４内に嵌挿された円柱状の作動ロッド２８が軸方向
に移動可能に配設されている。この作動ロッド２８のス
プール５側の端部には、スプール５の環状部２４の大径
部２５Ｂ内を摺動し得る外径のフランジ２９が周設され
ており、このフランジ２９は、前記大径部２５Ｂ内の先
端部に突設されたストッパ３０によりこのストッパ３０
と環状部２４の段部２５Ｃ間を移動し得るようになって
いる。また、前記環状部２４の小径部２５Ａの基端部と
作動ロッド２８のフランジ２９との間には、このフラン
ジ２９を前記ストッパ３０に当接するように付勢するコ
イルばね３１が介装されている。さらに、前記貫通孔４
の内周面には、前記作動ロッド２８の中間部をガイドす
るとともに、前記タンクポート２６と異なる他のタンク
ポート３２に連通する低圧室３３を貫通孔４内に形成す
るための円環状のガイド壁３４が周設されている。

前記供給路１９の中間部２０内の下流側端部の延長上に
は、この中間部２０より大径の保持穴３５が同軸的に形
成されており、この保持孔３５内には、逆止弁３６が配
設されている。この逆止弁３６は、前記保持孔３５の外
端部内に螺着されている円環状のストッパ３７を有して
おり、保持孔３５内のストッパ３７より深部内には、こ
の保持孔３５内を摺動し得る弁体３８が配設されてい
る。この弁体３８は、前記ストッパ３７に当接する退避
位置と、前記供給路１９の中間部２０の周縁に形成され
たバルブシート３９に着座する前進位置とを取り得るよ
うになっており、このバルブシート３９に弁体３８が着
座すると供給路１９を遮断するようになっている。前記
保持孔３５の外側は、前記ハウジング２に装着された蓋
体４０により液密に閉鎖されており、この蓋体４０と前
記弁体３８との間に介装されたコイルばね４１によりこ
の弁体３８は前記バルブシート３９に着座するように付
勢されている。

前記ハウジング２に形成されている供給路１９の前記逆
止弁３６より下流側部位は、この部位の供給路１９と連
通している前記貫通孔４内とともに高圧室４２を構成し
ており、この高圧室４２を前記低圧室３３と区画するた
めの第１弁体４３と第２弁体４４とがそれぞれ独立的に
軸方向に移動可能に貫通孔４内に配設されている。前記
第１弁体４３および第２弁体４４は、筒状の第１弁体４
３の内側に第２弁体４４が同心状に位置しており、この
うち第１弁体４３は、前記低圧室３３側に位置し前記作
動ロッド２８の先端に対向する小径部４５と、前記高圧
室４２側に位置する大径部４６とが隣接して構成されて
いる。前記大径部４６は比較的肉厚に形成され高圧室４
２側端部に大きな面積の受圧面４７が形成されており、
また、この大径部４６の外周面には、前記供給路１９の
低圧室３３側に形成された貫通孔４のフランジ４８のバ
ルブシート４９に着座し得る着座部５０が周設されてい
る。さらに、前記高圧室４２側の前記貫通孔４の内周側
には、前記第１弁体４３の大径部４６の外周面をガイド
するスリーブ５１が配設されており、このスリーブ５１
は、前記貫通孔４の端部に液密に螺着された蓋体５２に
保持されている。さらにまた、前記第１弁体４３の小径
部４５近傍の大径部４６には、この第１弁体４３の内外
を連通する連通孔５３が形成されている。

一方、前記第１弁体４３の内側に位置している前記第２
弁体４４は、前記第１弁体４３の小径部４５の内側に位
置しこの第１弁体４３の内径より小さな外径寸法からな
りかつ前記作動ロッド２８の先端に対向する軸部５４を
有しており、この軸部５４は第１弁体４３の小径部４５
に対し相対移動し得るようになっている。この軸部５４
の高圧室４２側には、円錐台状の拡開部５５が連接され
ており、この拡開部５５の外周面が前記第１弁体４３の
小径部４５の端部に形成されたバルブシート５６に着座
し得るようになっている。そして、拡開部５５の外周面
がバルブシート５６に着座した状態において第２弁体４
４の軸部５４の先端は第１弁体４３の小径部４５の先端
より作動ロッド２８の近傍に位置するように寸法を設定
されている。また、前記拡開部５５には前記第１弁体４
３の大径部４６内に位置する筒部５７が連接されてお
り、この筒部５７の外径は前記大径部４６の内径とほぼ
等しい寸法とされ、この大径部４６に対し摺動し得るよ
うになっている。この筒部５７は比較的薄肉に形成され
高圧室４２側端部に小さな面積の受圧面５８が形成され
ている。さらに、前記筒部５７には、この筒部５７の内
外を連通し、かつ前記第１弁体４３の連通孔５３とも連
通する連通孔５９が形成されている。この連通孔５９の
断面積は、前記連通孔５３の断面積よりも小さくされて
おり、これらの連通孔５９，５３から流出する圧油量の
差によって、高圧室４２内の圧力は高められ保持され
る。さらにまた、前記蓋体５２および第２弁体４４間に
はコイルばね６０が介装され、このコイルばね６０の作
用により第２弁体４４はその拡開部５５が第１弁体４３
のバルブシート５６に着座する方向に付勢されている。

なお、符号６１，６１は供給路１９のメンテナンス用の
開口を閉鎖している蓋体である。

つぎに、前述した構成の本実施例の作用について説明す
る。

図に手動ハンドル１０を実線で示す中立位置から第１ポ
ート１６を介して供給路１９方向に圧油を供給する第１
作動位置に切換えるには、手動ハンドル１０を鎖線Ｂ方
向に回動する。このとき「てこの原理」により手動ハン
ドル１０の回動は円滑に行なわれる。すると、スプール
５が手動ハンドル１０に引張られて図において右方向に
移動し、スプール５の小径部２２を介して圧油供給ポー
ト１４と第１ポート１６が連通する。この結果、圧油供
給ポート１４からの圧油は第１ポート１６を介して供給
路１９に導入され、この圧油の油圧により供給路１９内
に配設されている逆止弁３６の弁体３８をコイルばね４
１に抗して図において左方向へ移動し、圧油はこの逆止
弁３６の下流側の供給路１９を介して接続部２１から図
示しない油圧機器の所定の場所に供給される。このとき
圧油の一部は、第１弁体４３および第２弁体４４の各連
通孔５３および連通孔５９を介して両弁体４３，４４の
背部の高圧室４２内に流入する。また、接続部１８から
第２ポート１７に還流されてきた圧油は環状部２４の外
周側を介してタンクポート２６から油タンクに導入され
る。このようにして所定量の圧油が油圧機器に供給され
たら、手動ハンドル１０を回動してスプール５を再度中
立位置に戻す。すると、供給路１９内には、油圧が作用
しなくなるので、逆止弁３６の弁体３８がコイルばね４
１の作用によりバルブシート３９に着座し、供給路１９
を閉鎖して高圧室４２を密閉する。

ついで、油圧機器から大きな圧力が高圧室４２に作用し
ている状態において圧油の供給方向を切換えるために
は、手動ハンドル１０を鎖線位置Ｃに介して回動する。
すると、スプール５が図において左方向に移動し、スプ
ール５の小径部２２を介して圧油供給ポート１４と第２
ポート１７が連通して圧油供給ポート１４からの圧油は
第２ポート１７を介して接続部１８から油圧機器の所定
の場所に供給される。一方、このスプール５の左方向へ
の移動に伴ない、このスプール５および作動ロッド２８
に介装されているコイルばね３１の作用により作動ロッ
ド２８が左方向に従動される。このとき、第１弁体４３
および第２弁体４４の受圧面４７および受圧面５８には
高圧室４２内の圧油の高圧が作用し、かつ第２弁体４４
はコイルばね６０により付勢されているが、第２弁体４
４の受圧面５８はその面積が小さいので、作動ロッド２
８の左方向への移動に伴ない第２弁体４４はこの作動ロ
ッド２８に押圧される。なお、第１弁体４３の受圧面４
７はその面積が大きいので高圧室４２内が高圧状態にあ
る間はコイルばね３１に付勢された作動ロッド２８によ
って左方向へは移動されない。そして、作動ロッド２８
により第２弁体４４が左方向へ押圧されると、この受圧
面５８の小径の連通孔５９を介して受圧面５８の内側の
圧油が受圧面５８の外側に押出されるためにある程度の
時間を掛けて第２弁体４４が左方向へ移動し、第２弁体
４４の拡開部５５がバルブシート５６から離間する。こ
の結果、第１弁体４３の小径部４５と第２弁体４４の軸
部５４との間隙を介して高圧室４２内の圧油が少量低圧
室３３に流入してタンクポート３２から油タンクに還流
され、高圧室４２内の圧力は急激に低下する。したがっ
て、コイルばね３１に付勢された作動ロッド２８により
第２弁体４４のみならず第１弁体４３もその連接部５３
を介して圧油が内側から外側に抜けるようにして左方向
に移動され、着座部５０がバルブシート４９から離間
し、油圧支持ピン９からの圧油が逆止弁３６の下流側か
ら低圧室３３に導入される。

このように本実施例によれば、油圧機器と連通している
高圧室４２内に高圧が作用している状態において圧油の
供給方向を切換える場合、まず、スプール５の移動に連
動して第２弁体４４のみが移動して高圧室４２内の圧力
を低下せしめ、その後第２弁体４４とともに第１弁体４
３も移動して油圧機器に供給されていた圧油を油タンク
に還流するので、高圧室４２に高圧が作用していても弁
体が動かなくなることがないし、また高圧室４２内の高
圧を減圧した上で油圧機器の圧油を抜くので、圧油の供
給方向の切換えが急激に生じず、したがって、油圧機器
を破損することがない。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、第１弁体と第２弁
体が時間差をもって移動し、圧油の排出量をコントロー
ルするため、圧油の供給方向の切換え時に生じる衝撃を
抑えることができ、油圧機器を損傷することはない。ま
た、電磁切換弁やシーケンサ等を使用せずに、手動によ
り切換えを行なうという極めて簡単な構成としているの
で、全体構成を簡略化することができるとともにコスト
ダウンも望める。また、手動切換方式であり、動作速度
がそれほど速くないため、弁が焼きつくこともなく、さ
らには、停電時においても使用可能であるという実用的
な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係る手動切換え弁の実施例を示す半部縦断
面正面図である。 １…手動切換え弁、２…ハウジング、５…スプール、１
０…手動ハンドル、１４…圧油供給ポート、１６…第１
ポート、１７…第２ポート、１９…供給路、２６…タン
クポート、２８…作動ロッド、３２…タンクポート、３
３…低圧室、３６…逆止弁、４２…高圧室、４３…第１
弁体、４４…第２弁体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に移動可能に配設され圧油を第１方
   向および第２方向に選択的に供給し得る２つの作動位置
   および圧油の供給を停止する中立位置を取り得るスプー
   ル（５）と、前記圧油を第１方向に供給する供給路（１
   ９）に介装されている逆止弁（３６）と、この逆止弁
   （３６）の下流側の供給路（１９）に連通するように形
   成されている高圧室（４２）と、この高圧室（４２）に
   隣接され油タンクと連通している低圧室（３３）と、こ
   れらの高圧室（４２）と低圧室（３３）を区画し高圧室
   側に大きな受圧面（４７）が形成された第１弁体（４
   ３）と、この第１弁体（４３）の内周側に配設され第１
   弁体（４３）の内周面に形成されたバルブシート（５
   ６）に当接して前記高圧室（４２）と低圧室（３３）を
   区画し高圧室側に小さな受圧面（５８）が形成された第
   ２弁体（４４）と、前記第２方向へ圧油を供給する作動
   位置に前記スプール（５）を切換えたときに前記スプー
   ル（５）との間に介装されたばね部材（３１）の作用に
   より前記第２弁体（４４）および第１弁体（４３）を第
   ２弁体（４４）から先に前記高圧室側に押動させる作動
   ロッド（２８）とを有し、前記第１弁体（４３）および
   第２弁体（４４）に、それぞれ内外を連通する連通孔
   （５３）、（５９）を穿設し、第１弁体（４３）の連通
   孔（５３）の断面積を第２弁体（４４）の連通孔（５
   ９）の断面積より大きくしたことを特徴とする手動切換
   え弁。