JPH0740084Y2

JPH0740084Y2 - 往復動流体圧装置の切換弁

Info

Publication number: JPH0740084Y2
Application number: JP10216089U
Authority: JP
Inventors: 幹夫山地; 正士五十嵐; 訓久金子
Original assignee: エスエムシー株式会社
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2004-08-31
Also published as: JPH0341204U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、増圧装置やダイヤフラムポンプのように、一
対の往復動する変位部材の駆動により出力圧を得るよう
にした往復動流体圧装置の切換弁に関するものである。

［従来の技術］増圧装置やダイヤフラムポンプ等として、隔壁を介して
連設した一対の圧力室のそれぞれを、ロッドにより互い
に連結したピストンまたはそれに相当する変位部材によ
って増圧室と駆動室とに区画し、それぞれの駆動室に交
互に供給する流体圧力により両増圧室の流体を交互に加
圧して出力するようにしたものは、従来から一般に公知
である。

一例として第７図に示す増圧装置は、隔壁４を介して連
設した一対のシリンダ5a,5bにおけるピストン6a,6bを、
上記隔壁４を貫通するロッド７により連結し、両シリン
ダ5a,5bにおいてピストン6a,6bにより区画された圧力室
のうちの隔壁４側に位置する増圧室9a,9bを、空気の流
入を許容する入口チェック弁11a,11bを介して入口ポー
ト１に連通させるとともに、空気の流出を許容する出口
チェック弁12a,12bを介して出口ポート２に連通させて
いる。

又、上記隔壁４には、ピストンの外側に位置する駆動室
10a,10bを入口ポート１と排気ポート18a,18bに交互に切
換え連通させる切換弁13を配設し、該切換弁13に設けた
弁切換用のプッシュロッド21a,21bを増圧室9a,9bに突出
させている。

なお、図中、符号14は圧力調整弁で、これによって、駆
動室10a,10bに供給される駆動流体の流体圧が調整され
る。

上記切換弁13は、第８図に示すように、駆動流体の入口
ポートに連通する入力口16、駆動流路15a,15bによって
駆動室10a,10bに連通する出力口17a,17b、及び排気ポー
トに連通する排気口18a,18bが弁孔に開設され、この弁
孔内に摺動自在のスプール20を備えている。スプール20
の両側には、スプリング22a,22bで付勢された前記プッ
シュロッド21a,21bが設けられ、このプッシュロッドを
ピストン6a,6bで交互に押動することによりスプールが
切換えられ、出力口17a,17bが交互に入力口16に連通さ
れる。出力口17a,17bと排気口18a,18bの連通は、スプー
ル20の端筒部24a,24bを弁孔の狭搾部に挿入することに
より遮断される。

このような構成を有する切換弁では、ピストンが高速ま
たは設定圧に近い高圧で作動している場合は、ピストン
の往復動によって切換弁の切換えが支障なく行われる
が、ライン圧が徐々に降下してくると、ピストンが低速
でかつスプールに作用する背圧力が小さいために、まれ
に切換弁が中立位置で停止し、次にエアを供給しても再
起動しない場合がある。

この問題を解決するため、本考案者らは、切換弁の出力
口と排気口との間に、スプリングで閉鎖方向に付勢され
た排気弁を設けて、出力口から導入される排気圧をプッ
シュロッドの操作力に付加させる押圧力とした切換弁
を、実開昭61−106603号公報によって提案した。

この既提案の切換弁では、排気弁により排気の流出を一
時的に阻止してスプールに作用する背圧力を大きくした
ので、ライン圧が低下した場合でも切換弁を確実に動作
させることができるが、スプールとは別個の排気弁を設
けるために切換弁の組付けに手数を要し、また耐久性に
欠けるという問題がある。

［考案が解決しようとする課題］本考案の技術的課題は、切換動作が確実でライン圧が低
下しても安定的に切換えられ、しかも構成が簡単で耐久
性に優れた往復動流体圧装置の切換弁を得ることにあ
る。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するため、本考案は、既提案の往復動流
体圧装置のための切換弁であって、ボディにおける駆動
流体の入力口の左右両側に出力口と排気口とをそれぞれ
設けて、このボディにスプールを摺動可能に挿入すると
共に、該スプールの両側に、先端が上記増圧室内に突出
して上記変位部材による押動でスプールの切換を行うプ
ッシュロッドを配設し、上記スプールに、各出力口を入
力口と排気口とに切り換えて連通させる一対の第１ラン
ドと、各排気口を個別に開閉する両側の第２ランドと、
各排気口に個別に連通可能な軸線方向両端の背圧室と、
上記第２ランドに開設した第１、第２ランド間の空間を
各背圧室に個別に連通させる軸線方向の流路とを設け、
上記第１ランドの軸線方向長さを各出力口の軸線方向長
さよりも小さくすると共に、上記第２ランドを、第１ラ
ンドがスプールの摺動方向と反対側の出力口を同じ側の
排気口側に連通させる前に該排気口を閉鎖して、入力口
からの流体の一部及び上記出力口からの流体を第２ラン
ドの流路を通してスプールの摺動方向と反対側の背圧室
に流入可能とし、第１ランドが入力口と上記出力口との
連通を遮断した後にスプールの摺動方向と反対側の排気
口を開口させるように設定したことを特徴とするもので
ある。

また、本考案は、既提案の往復動流体圧装置のための切
換弁であって、ボディにおける駆動流体の入力口の左右
両側に出力口、排気口、及び背圧室口をそれぞれ設け
て、このボディにスプールを摺動可能に挿入すると共
に、該スプールの両側に、先端が上記増圧室内に突出し
て上記変位部材による押動でスプールの切換を行うプッ
シュロッドを配設し、上記スプールに、入力口を乗り越
えて入力口とその両側の出力口との間の連通を切換える
センタランドと、排気口と背圧室口を開閉する一対のエ
ンドランドと、上記背圧室口に個別に連通可能な軸線方
向両端の背圧室とを設け、上記エンドランドを、入力口
とスプールの摺動方向側の出力口との連通が遮断される
前に、スプールの摺動方向と反対側の背圧室口を開放さ
せて、該背圧室口を通して入力口からの流体の一部及び
上記出力口からの流体をスプールの摺動方向と反対側の
背圧室に流入可能にすると共に、入力口と出力口との連
通が切換えられる前に、スプールの摺動方向と反対側の
排気口を閉鎖するように設定したことを特徴とするもの
である。

［作用］変位部材の操作力によって押圧されたプッシュロッドが
スプールを所定の方向に摺動させると、一時的に駆動流
体がスプールの摺動方向と反対側の背圧室に流入し、次
いで出力口から流出する排気が上記背圧室に流入するの
で、変位部材の操作力と上記背圧室の流体圧の作用力と
によってスプールが摺動して、入力口とその両側の出力
口との連通を切換える。

したがって、スプールが中立位置で停止することを防止
できるばかりでなく、背圧を作用させるための別個の排
気弁を必要としないので、切換弁の構成が簡単で組付け
が容易である。

［実施例］第１図ないし第４図は本考案の第１実施例を示してい
る。この切換弁は、第７図に示す増圧装置や、図示を省
略している複動形ダイヤフラムポンプ、自動リサイクル
シリンダ等の往復動流体圧装置に使用されるもので、こ
こでは第７図の切換弁13として用いることを前提として
説明する。

第１図の切換弁において、ボディ30を貫通する弁孔31に
は、スプール32と、その両側のブッシュロッドシリンダ
33a,33b及びブッシュロッドガイド34a,34bとが嵌着さ
れ、ボディ30の両側に取付けたサイドプレート35a,35b
によってそれらが固定されている。

上記スリーブ32は、中央の駆動流体（圧縮空気）の入力
口37、その両側に対称に開設した出力口38a,38b、及び
その両側の排気口39a,39bを備え、出力口38a,38bは第７
図の駆動流路15a,15bによって増圧装置の駆動室10a,10b
に連通させ、排気口39a,39bは排気ポートに連通させる
ものである。

上記スリーブ32内を摺動するスプール40は、入力口37と
出力口38a,38bの連通及び出力口38a,38bと排気口39a,39
bの連通を切換える第１ランド41a,41bと、排気口39a,39
bを開閉する第２ランド42a,42bとを備え、また第２ラン
ド42a,42bにはその軸線方向に開設した流路43a,43b及び
両端面から軸線方向に形設した凹部44a,44bを備えてい
る。

プッシュロッドシリンダ33a,33bは、第２図に示すよう
に、孔の両側を径方向に拡大した摺動案内面45a,45bを
有し、さらに上記スプール40の凹部44a,44b内に挿入さ
れる円筒部46a,46bを一体的に備えている。また、プッ
シュロッドガイド34a,34bを通して増圧室9a,9b内に突出
するプッシュロッド48a,48bは、中間に上記案内面45a,4
5bと略同形の押圧部49a,49bを備えると共に、その内端
に、増圧室への突出部分より大径で上記プッシュロッド
シリンダの円筒部46a,46bにシールを介して嵌合する大
径部50a,50bを備え、さらに増圧室9a,9bと円筒部46a,46
b内の空間52a,52bとを連通させる軸線方向の貫通孔53a,
53bとを備え、凹部44a,44bと円筒部46a,46bとの間に背
圧室54a,54bを形設している。

そして、上記スリーブ32とスプール40は、第３図に示す
関係を備えている。即ち、出力口38aと38bの各内側端面
間の軸線方向長さQ₁は、第１ランド41a,41b間の軸線方
向長さq₁に等しく、出力口38a,38bの軸線方向の開口長
さN₁は第１ランド41a,41bの軸線方向長さn₁より大き
く、出力口38a,38bと排気口39a,39b間の軸線方向長さR₁
は第１、第２ランド間の軸線方向長さr₁に等しく、出力
口38a,38bと排気口39a,39bの各外側端面間の軸線方向長
さT₁は、スプール40の第２ランド42a,42bの外側端とス
プール40の外端間の軸線方向長さt₁より小さく設定して
いる。

次に、第４図Ａ〜Ｄを参照して、上記第１実施例の動作
を述べる。

第４図Ａは、入力口37と出力口38a、及び出力口38bと排
気口39bが連通している状態を示し、出力口38aから駆動
室10aに供給される駆動流体によってピストン6aが図に
おける左方向に摺動し、プッシュロッド48aは、空間52a
内において大径部50aに作用する増圧室9aの流体圧によ
って、増圧室9a内に突出している。

ピストン6aがストローク終端近くにおいてプッシュロッ
ド48aを押圧すると、該プッシュロッド48aがスプール40
を図において左方に摺動させて、同図Ｂに示すように、
第２ランド42aが排気口39aを閉鎖すると共に、第１ラン
ド41aが出力口38aに対向し、第１ランド41aの軸線方向
長さn₁が出力口38aの軸線方向長さN₁より小さいので、
一時的に、入力口37の駆動流体が背圧室54aに流入す
る。したがって、スプール40は、プッシュロッド48aの
押圧力と背圧室54aの流体圧の作用力との和によって摺
動し、その後は、同図Ｃに示すように、駆動室10aの排
気が背圧室54aに流入し、スプールはこの流体圧によっ
て確実に摺動する。

また、スプールの摺動によって、入力口37と出力口38b
が連通すると、第２ランド42aが排気口39aと開放するの
で、駆動室10aと背圧室54aの流体が排気口39aから流出
する（第４図Ｃ〜Ｄ参照）。したがって、スプール30に
よる切換えが確実で、切換弁が中立位置に停止せず、往
復動流体圧装置が再起動しなくなるのを防止できる。

ロッド７とピストン6bの第７図における右方向への摺動
に伴うスプール40の動作は、上述した左動の場合と同様
である。

スリーブ32とスプール40とによる上記流路の切換えは、
別個の排気弁等を設ける必要がないので、構成が簡単で
組付けも容易であり、しかもスプール40のみによって各
開口間の連通を切換えるので、耐久性に優れている。

第５図及び第６図Ａ〜Ｄは、本考案の第２実施例を示し
ている。この第２実施例は、スプールのランドがスリー
ブにおける供給流体の流入口を乗り越えるようにした切
換え方式を採用したものであり、したがってその他の構
成は第１実施例の場合と実質的に同一である。

この第２実施例におけるスリーブ56は、中間の駆動流体
の入力口37、その両側に対称に開設した出力口38a,38
b、さらにその両側の排気口39a,39b、及び反対側の出力
口38b、38aに連通する背圧室口57b,57aを備え、スリー
ブ56内を摺動するスプール60には、中間のセンタランド
61と、両端のエンドランド62a,62bとを備え、両端面の
凹部44a,44b内に背圧室63a,63bを形設している。

スリーブの両側にプッシュロッドシリンダ及びプッシュ
ロッドガイドを設けることは、前記第１実施例の場合と
同様である。

そして、上記スリーブ56とスプール60は、第５図に示す
関係を備えている。即ち、入力口37の幅Q₂とセンタラン
ド61の軸方向幅q₂は等しく、入力口37の一端面と反対側
の背圧室口57a,57bの外側端面間の長さN₂はセンタラン
ド61の一端と反対側のスプール端面までの長さn₂より大
きく、出力口38a,38bの内側端と背圧室口57a,57bの外側
端間の長さT₂はエンドランド62a,62bの軸方向長さt₂よ
り大きく設定している。

次に第６図Ａ〜Ｄを参照して、第２実施例の動作を述べ
る。

第６図Ａは、入力口37と出力口38a、及び出力口38bと排
気口39bが連通した状態を示し、出力口38aから駆動流体
（圧縮空気）が駆動室10aに供給され、背圧室口57aはエ
ンドランド62aで閉鎖されている。

ピストン6aがストローク終端近くにおいて、プッシュロ
ッドを介してスプール60を図において左方に押圧する
と、同図Ｂに示すように、センタランド61が入力口37を
閉鎖する前にエンドランド62aが背圧室口57aを開放し
て、一時的に駆動流体が背圧室63aに流入する。

スプール60がさらに左動すると、エンドランド62aが背
圧室口57aを開放して、駆動室10aの排気が背圧室63aに
流入する（第６図Ｃ参照）。

したがって、スプール60は、ピストン6aの操作力と背圧
室63aの流体圧の作用力とによって確実に摺動する。

スプール60の摺動によって入力口37と出力口38b及び出
力口38aと排気口39aが連通すると、エンドランド62aが
背圧室口57aを開放して、背圧室63aの排気を流出させる
（第６図Ｄ参照）。

スプール60の右方向への摺動時の動作は、左方向の場合
と実質的に同じである。

［考案の効果］本考案の切換弁は、プッシュロッドの押圧によってスプ
ールが摺動すると、背圧室に駆動流体と駆動室の排気が
流入し、背圧室の流体圧の作用力によってスプールが摺
動するので、切換弁の動作が確実で往復動機器が再起動
不能となることがない。

また、既提案の切換弁のように、別個に排気弁等を設け
る必要がないので、構成が簡単で組付けが容易であり、
しかも耐久性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の要部を示す縦断正面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ線での断面図、第３図は同スリ
ーブとスプールの関係図、第４図Ａ〜Ｄは同動作説明
図、第５図は第２実施例におけるスリーブとスプールの
関係図、第６図Ａ〜Ｄは同動作説明図、第７図は公知の
増圧装置の構成図、第８図は同増圧装置における切換弁
の縦断正面図である。４……隔壁、6a,6b……ピストン、７……ロッド、9a,9b
……増圧室、10a,10b……駆動室、30,55……ボディ、37
……入力口、38a,38b……出力口、39a,39b……排気口、
40,60……スプール、41a,41b……第１ランド、42a,42b
……第２ランド、43a,43b……流路、48a,48b……プッシ
ュロッド、54a,54b,63a,63b……背圧室、57a,57b……背
圧室口、61……センタランド、62a,62b……エンドラン
ド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭63−158601（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−106603（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−144203（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】隔壁を介して連設した一対の圧力室のそれ
ぞれを、ロッドにより互いに連結したピストンまたはそ
れに相当する変位部材によって増圧室と駆動室とに区画
し、それぞれの駆動室に交互に供給する流体圧力により
両増圧室の流体を交互に加圧して出力するようにした往
復動流体圧装置の切換弁であって、ボディにおける駆動流体の入力口の左右両側に出力口と
排気口とをそれぞれ設けて、このボディにスプールを摺
動可能に挿入すると共に、該スプールの両側に、先端が
上記増圧室内に突出して上記変位部材による押動でスプ
ールの切換を行うプッシュロッドを配設し、上記スプールに、各出力口を入力口と排気口とに切り換
えて連通させる一対の第１ランドと、各排気口を個別に
開閉する両側の第２ランドと、各排気口に個別に連通可
能な軸線方向両端の背圧室と、上記第２ランドに開設し
た第１、第２ランド間の空間を各背圧室に個別に連通さ
せる軸線方向の流路とを設け、上記第１ランドの軸線方向長さを各出力口の軸線方向長
さよりも小さくすると共に、上記第２ランドを、第１ラ
ンドがスプールの摺動方向と反対側の出力口を同じ側の
排気口側に連通させる前に該排気口を閉鎖して、入力口
からの流体の一部及び上記出力口からの流体を第２ラン
ドの流路を通してスプールの摺動方向と反対側の背圧室
に流入可能とし、第１ランドが入力口と上記出力口との
連通を遮断した後にスプールの摺動方向と反対側の排気
口を開口させるように設定した、ことを特徴とする往復
動流体圧装置の切換弁。
【請求項２】隔壁を介して連設した一対の圧力室のそれ
ぞれを、ロッドにより互いに連結したピストンまたはそ
れに相当する変位部材によって増圧室と駆動室とに区画
し、それぞれの駆動室に交互に供給する流体圧力により
両増圧室の流体を交互に加圧して出力するようにした往
復動流体圧装置の切換弁であって、ボディにおける駆動流体の入力口の左右両側に出力口、
排気口、及び背圧室口をそれぞれ設けて、このボディに
スプールを摺動可能に挿入すると共に、該スプールの両
側に、先端が上記増圧室内に突出して上記変位部材によ
る押動でスプールの切換を行うプッシュロッドを配設
し、上記スプールに、入力口を乗り越えて入力口とその両側
の出力口との間の連通を切換えるセンタランドと、排気
口と背圧室口を開閉する一対のエンドランドと、上記背
圧室口に個別に連通可能な軸線方向両端の背圧室とを設
け、上記エンドランドを、入力口とスプールの摺動方向側の
出力口との連通が遮断される前に、スプールの摺動方向
と反対側の背圧室口を開放させて、該背圧室口を通して
入力口からの流体の一部及び上記出力口からの流体をス
プールの摺動方向と反対側の背圧室に流入可能にすると
共に、入力口と出力口との連通が切換えられる前に、ス
プールの摺動方向と反対側の排気口を閉鎖するように設
定した、ことを特徴とする往復動流体圧装置の切換弁。