JPH0744811U - 切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で正確な弁保持位置に保持できる
とともに、フローティング現象等の弁位置の変動がな
く、しかもスプールの外部操作の少ないストローク量で
所定の弁保持位置に設定できるという優れた切換弁を提
供する。 【構成】 筒体１の内面に複数のポートＴ，Ａ，Ｐ，Ｂ
を形成し、通路を切換える溝１８，１９を形成したスプ
ール２を上記筒体１内に摺動自在に挿入し、筒体１の内
面の所定位置にボール８をスプール２の摺動方向と直交
する方向に進退自在に取付けるとともに、スプリング１
０によって対向するスプール２の外面に向けて押付け、
しかもボール８が押付ける面のスプール保持位置に深い
保持溝１１，１２を形成し、その保持溝１１，１２間を
中間の頂部１５に向けて傾斜した斜面１３，１４で連絡
した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油・水・空気を使う流体機器の流体の流れる通路を切換える切換弁 ・パイロット弁・調整弁・駆動シリンダ（切換弁と総称する）に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の切換弁は、筒体内面に複数のポートを形成し、同筒体内に通路を切換え る溝・孔を形成したスプール（弁杆）を摺動自在に挿入した切換弁が広く知られ ている。 この従来の切換弁のスプールの操作力は、人力、ソレノイド、油・空気・水等 の流体圧、機械力が使用される。そしてスプールは筒体の所定のポート間が連通 又は閉鎖する位置で一時的に静止され、特定の通路状態が保持される。 ここで、スプールが操作力で強制的に所定の位置に静止させられて弁保持され ているときはよいが、操作力がない場合又は操作力が失われる場合、ストッパー 手段がない場合、油圧・空気圧等の僅かな操作力の変動によってスプールが移動 し、所定の静止状態が保持できなくなる場合が生じる。この状態はフローティン グ現象として知られている。又、操作力によるスプールの位置決めでは、操作力 に精確な制御が必要であり、正確にスプールを所定の弁保持位置に出来にくいと いう欠点もある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解決し、簡単な構 造で正確な弁保持位置に保持できるとともに、フローティング現象等の弁位置の 変動がなく、しかもスプールの外部操作の少ないストローク量で所定の弁保持位 置に設定できるという優れた切換弁を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

かかる課題を解決した本考案の構成は、 １） 筒体の内面に複数のポートを形成し、通路を切換える溝又は孔を形成した スプールを上記筒体内に摺動自在に挿入した切換弁に於いて、筒体の内面又はス プールの外面の所定位置にボールをスプールの摺動方向と直交する方向に進退自 在に取付けるとともに、弾性体によって対向するスプールの外面又は筒体の内面 に向けて押付け、しかもボールが押付ける面のスプール保持位置に深い保持溝を 形成し、その保持溝間を中間の頂部に向けて傾斜した斜面で連絡したことを特徴 とする切換弁 ２） 筒体の内面に複数のポートを形成し、同筒体内に通路を切換える溝又は孔 を形成したスプールを摺動自在に挿入した切換弁に於いて、スプールの筒体外の 延長部又は同延長部と対向した固定壁面の所定位置にボールを延長部の移動方向 と直交する方向に進退自在に取付けるとともに、弾性体でボールを対向する面に 押付け、しかもボールが押付ける面のスプール保持位置に深い保持溝を形成し、 その保持溝間を中間の頂部に向けて傾斜した斜面で連絡したことを特徴とする切 換弁 にある。

【０００５】

【作用】

この考案では、スプールは油・水・空気の流体の圧力又はマニュアル、機械力 、ソレノイド等の外部操作力によって筒体内を摺動して移動させられる。筒体、 スプール、又は筒体外の固定壁に取付けられたボールは対向した押付面の保持溝 の溝面に弾性体によって押圧されている。 スプールが弁保持の一方の位置に保持されているときは、ボールは深い保持溝 に弾性体で押し付けられスプールは強い操作力がない限り安定して動かないよう になって保持されている。 このスプールが所定の力以上の外部操作力で筒体内を摺動させられると、ボー ルは保持溝から斜面の方へ移動し、その頂点を越えると逆の斜面に移動し、他方 の保持溝まで移動して保持溝でボールが捕捉され、これ以上の移動が停められて 静止状態になる。 いずれの保持溝に一度静止すると、外部操作力がなくなって、又は弱い外部操 作力が働いてスプールが少し動いても、保持溝を連絡する溝面が頂部まで斜面と なっているので、その斜面ではボールの押付力が斜面に作用し、その摺動方向の 分力が復原力として作用し、スプールは保持溝方向に引き戻される。これによっ て、フローティング現象がなくなり、いずれかの保持溝にボールが安座してふら つくことなく安定して弁保持される。

【０００６】 次に、弁保持位置を変えるときは、スプールは所定以上の強い操作力で摺動さ せられるが、ボールが一方の斜面から頂部を少しでも越えると、ボールは逆の斜 面に押付けられ、ボールの押付力は逆の斜面に対しそのスプールの強制摺動方向 に分力として作用し、スプールの摺動を加速する。外部操作力がボールを頂部を 越えた時点でなくなっても、又は弱くなってもボールの押付力の分力によって自 動的に摺動を続けて他方の保持溝へ移動させ、他の弁保持状態を維持する。 このように、ボールは弁保持の安定維持と、スプールの保持溝から頂部までの 短い強制移動量でスプールを他方の弁保持位置に移動させることができる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１〜３に示す実施例１は、ボールが筒体の内面に取付けられ、スプールの軸 端に一対の保持溝と斜面と頂部とが設けられた油圧の切換弁（パイロット弁）の 例である。 図中、１は切換弁の筒体、２はスプール、３は同スプールに連接したロッド、 ４はスプール２を駆動する可動部材、５はシール材、６，７は油室、８はボール 、９は同ボールを出没自在に取付ける孔、１０はボール８をスプール２方向に押 付けるスプリング、１１，１２はスプール２の他方の軸端に設けたボール８の保 持溝、１３，１４は同保持溝１１，１２を連絡する斜面、１５は斜面１３，１４ の接続部分の頂部、１６，１７は油室、１８，１９はスプール２の表面に形成し た油の通路となる溝、２０はポートＴ，Ａ，Ｐ，Ｂに接続された切換弁、Ｔ，Ａ ，Ｐ，Ｂは筒体１に設けたポート、２１はロッド３先端に設けたストッパ、２２ は同ストッパと当接し、又ロッド３を案内するリングである。

【０００８】 この実施例の動作を説明する。図１の状態はボール８は一方の保持溝１１にあ って、スプリング１０によって保持溝１１に押し付けられて、ふらつくことなく 安定している。この状態では、一方のポートＴとポートＡとは溝１８を介して連 通し、ポートＰとポートＢは溝１９を介して連通している。 次に、可動部材４が油室１６，１７の油圧で右方向に動かされ所定の位置まで 移動すると、ロッド３のストッパ２１と可動部材４に取付けたリング２２とが当 接してロッド３を介してスプール２が図１中右方向に動かされる。ボール８は筒 体１の孔９に拘束されているので左右には動かないので、ボール８はスプール２ が右方向に移動すると、斜面１３に押付けられ、ボール８の押付け力はスプール ２を左方向に動かそうと作用し、スプール２を戻そうと動く。ここでスプール２ を右方向に動かす外部操作力が弱いものであればスプール２は左方向に戻され、 ボール８は元の保持溝１１に戻って、この弁保持状態を維持する。 このように、スプール２に作用する外部操作力が弱いときは、スプール２は弁 保持を安定して維持でき、フローティング現象が生起しない。

【０００９】 次に、外部操作力（油圧の力）がボール８による復原力により大きい場合は、 スプール２はその外部操作力によって右方向に動かされ、斜面１３から頂部１５ を越え、逆の斜面１４にボール８が押付けられる。この状態ではボール８の押付 力はスプール２を右方向に移動させる方向に作用するので、スプール２は外部操 作力（油圧の力）の他にボール８からの押付力の分力が作用し、スプール２は加 速されて右方向に動かされ、他方の保持溝１２へ移動し、この保持溝で静止する （図２参照）。この状態ではポートＡ，Ｐが溝１８で連通し、又ポートＢ，Ｔが 溝１９で連通し、油路が切換えられる。 ここでスプール２は、ボール８がデットポイントとなる頂部１５を少し越えた 位置まで移動させられると、外部操作力がなくてもボール８の押付力によって自 動的に動かされて他方の保持溝１２へ移動させることができる。即ち、スプール ２の外部による移動量は保持溝１１，１２間の距離の半分程でスプール２を他方 の保持溝へ移し換えることができる。

【００１０】 ボール８の押付力によるスプール２の推進力は、スプリング１０のバネ力、斜 面１３，１４の傾斜角によって調整できる（図４（イ）参照）。 更に、斜面１３，１４の長さの比率即ち頂部１５の位置は、同じで中間でなく ても、一方の保持溝１１，１２に近づいた位置にして斜面１３，１４の長さの比 率を変えることができる。これはスプールの外部操作の移動量が右方向操作の場 合と左方向操作の場合で変えられることを意味する。少ない外部操作量で大きく スプール２を動かすことができる。逆に大きな外部操作量がないとスプール２を 動かせないようにもできる（図４（ロ）参照）。 このように、頂部１５を境にして、ボール８の位置が左か右かでスプール２の 弁保持を左か右かのいずれかの状態にして、中立の状態がほとんどないようにし て、外部の弱い操作力に対して弁保持を安定的に保持できるものとしている。

【００１１】 図５で示す実施例２は、スプール５０の筒体５１外の延長部５２の固定壁５３ にボール５４を出没自在に取付け、同ボール５４をスプリング５５で付勢し、ス プール５０の筒外延長部５２に保持溝５６，５７、斜面５８，５９、頂部６０を 形成する例であり、ボール５４及び溝が筒体５１外にある他は前記実施例と同様 に作用するものである。 尚、本考案の弾性体としては、スプリング，板バネ，ゴム等が使用できる。

【００１２】

【考案の効果】

以上の様に、本考案によれば、弾性体で付勢されたボールと、これと当接する 保持溝間の斜面と頂部の要部構成によって、弁保持状態を安定維持してフローテ ィング現象がないようにするとともに、小さな外部操作量で弁保持状態を切換え られる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１を示す断面図である。

【図２】実施例１の他の弁保持位置の状態を示す断面図
である。

【図３】実施例１の動作を示す説明図である。

【図４】実施例２の斜面と保持溝の変形例を示す説明図
である。

【図５】本考案の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 筒体 ２ スプール ３ ロッド ４ 可動部材 ５ シール材 ６ 油室 ７ 油室 ８ ボール ９ 孔 １０ スプリング １１ 保持溝 １２ 保持溝 １３ 斜面 １４ 斜面 １５ 頂部 １６ 油室 １７ 油室 １８ 溝 １９ 溝 ２０ 切換弁 ２１ ストッパ ２２ リング ５０ スプール ５１ 筒体 ５２ 延長部 ５３ 固定壁 ５４ ボール ５５ スプリング ５６ 保持溝 ５７ 保持溝 ５８ 斜面 ５９ 斜面 ６０ 頂部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒体の内面に複数のポートを形成し、通
   路を切換える溝又は孔を形成したスプールを上記筒体内
   に摺動自在に挿入した切換弁に於いて、筒体の内面又は
   スプールの外面の所定位置にボールをスプールの摺動方
   向と直交する方向に進退自在に取付けるとともに、弾性
   体によって対向するスプールの外面又は筒体の内面に向
   けて押付け、しかもボールが押付ける面のスプール保持
   位置に深い保持溝を形成し、その保持溝間を中間の頂部
   に向けて傾斜した斜面で連絡したことを特徴とする切換
   弁。
2. 【請求項２】 筒体の内面に複数のポートを形成し、同
   筒体内に通路を切換える溝又は孔を形成したスプールを
   摺動自在に挿入した切換弁に於いて、スプールの筒体外
   の延長部又は同延長部と対向した固定壁面の所定位置に
   ボールを延長部の移動方向と直交する方向に進退自在に
   取付けるとともに、弾性体でボールを対向する面に押付
   け、しかもボールが押付ける面のスプール保持位置に深
   い保持溝を形成し、その保持溝間を中間の頂部に向けて
   傾斜した斜面で連絡したことを特徴とする切換弁。