JPH074969U - 切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、アクチュエータの性能を低下させ
ることなく操作部と弁本体間のミスアライメントを吸収
でき、しかも軸方向のガタがなく正確なスプールの位置
決めをなし得る切換弁を提供する。 【構成】 ピストン５の小径部５ｃとスプール４の中空
穴４ｃとの寸法差により形成される環状隙間１１の範囲
で軸方向と垂直方向にピストンロッド５ｂとスプール４
が相対的に移動でき、また、環状隙間１１の範囲内でス
プリングピン１０を中心としてピストンロッド５ｂとス
プール４がＹａ方向に回動できる。そして、スプール４
に設けた長円切欠穴４ｄがスプール４の外周に向けて開
口した範囲でピストンロッド５ｂとスプール４が相対的
に回転でき、また、スプリングピン１０の弾性作用によ
って環状隙間１１の範囲内でピストンロッド５ｂとスプ
ール４がＸａ方向に回動できる。さらに、スプリングピ
ン１０の直径と長円切欠穴４ｄの軸方向長が略同一長で
あるために、ピストンロッド５ｂとスプール４は軸方向
にずれることなく一体的に移動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、液圧機械、建設機械、産業車両、特殊車両等に用いられる切換弁に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

スプールの位置を変化させる流体の流路や流量等を切り換える弁本体と、この 弁本体のスプールをパイロット圧で移動させる電磁操作部とを備えた切換弁が液 圧装置等において使用されている。図４は従来のこの種の装置の切換弁の一例を 示すもので、弁本体４０には液圧源に連通する高圧ポート４４、２箇所の出口側 ポート４５、４６及びタンクポート４７が設けられ、これらのポートは、スプー ル４８が摺動するボディ穴４９内に開口している。

【０００３】 スプール４８のランド部４８ａはこれらの開口部を閉塞し、ランド部とランド 部の間隔部に設けられている溝部４８ｂが上記ポートの開口部と開口部を互いに 連通させる。例えば、スプール４８が右に移動すると、高圧ポート４４と出口側 ポート４５が連通するとともに、タンクポート４７と出口側ポート４６が連通す るので、出口側ポート４５に高圧の液体が流れ、出口側ポート４６の液体はタン クに排出される。逆にスプール４８が左に移動すると、高圧ポート４４と出口側 ポート４６が連通し、タンクポート４７と出口側ポート４５が連通するので、出 口側ポート４６に高圧の液体が流れ、出口側ポート４５の液体はタンクへ排出さ れる。

【０００４】 上記のように構成された弁本体４０と操作部５０とを組み合わせた切換弁では 、スプール４８の位置を正確に定めるため、スプール４８とピストン５１とを軸 方向のガタがないよう接合する必要が生じる。しかし、弁本体４０と操作部５０ の軸芯を厳密に一致させることは極めて困難であり、両者の接合によって生じる 若干のミスアライメントが避けられないため、スプール４８とピストン５１は、 軸と直角方向にある程度のフレキシビリティをもって接合させる必要が生じる。 このため、従来においてはスプール４８とピストン５１とを公知のＴ型溝５２を 用いる嵌合方式で接合していたが、この方式では嵌合のためのクリアランスがど うしても必要となり、軸方向のガタを無くすことは困難であった。

【０００５】 そこで、本発明者は実願平４ー２８１５０において、図５に示すようにピスト ンとピストンロッドとを軸方向に相対移動不能に、かつ軸方向と直角方向には若 干の相対移動が可能であるようにＯリングを介して取り付けた切換弁を提案して いる。すなわち、ピストンロッド２１の外周に設けた溝２１ａにＯリング２３を 嵌合し、このＯリング２３を介してピストン２２をピストンロッド２１に嵌合す る。そして、ピストン２２の両側から固定リング２４を取り付け、ピストン２２ とピストンリング２１とを軸方向には相対移動不能に、また軸と垂直方向にはＯ リング２３の弾性変形分だけ移動可能とすることで、弁本体と操作部間に生じる 若干のミスアライメントがこの部分で吸収される。従って、これらの構成を採用 することによって前記ピストンロッドとスプールを剛に結合でき、軸方向のガタ がなくなりスプールの位置ずれを防止できる。なお、図５において、図４で示し た同一機能を有するものには同一の符号を付した。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このようにピストン２２とピストンロッド２１とをＯリング２ ３を介して取り付けることにより、弁本体４０と操作部２０間に生じるミスアラ イメントを吸収しようとしても、ランド部２５とピストンロッド２１の間の隙間 を厳しく制限するとこの部分で両者のミスアライメントの吸収ができなくなる。 このためＯリングによる方法ではランド部２５とピストンロッド２１の間の隙間 を大きく開けることが必然的となり、かかる場合にはピストン室２６からこの隙 間を通って油が漏れだし、ピストン２２とシリンダ２７で構成されるアクチュエ ータの性能を大きくて低下させるという問題があった。

【０００７】 そこで、本考案はこれらの問題点を解消するために創案されたものであって、 アクチュエータの性能を低下させることなく操作部と弁本体間のミスアライメン トを吸収でき、しかも軸方向のガタがなく正確なスプールの位置決めをなし得る 切換弁を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案にかかる切換弁は、スプールの位置を変化させて流体の流路等を切り換 える弁本体と、パイロット圧をシリンダ室に供給することによりシリンダ室内の ピストンを介して前記弁本体のスプールを移動させる操作部とを備え、 前記ピストン又はスプールの一方は前記スプール又はピストンの他方との接合 側の端部に円筒状のピン穴を有し、 前記スプール又はピストンの他方は前記ピストン又はスプールの一方との接合 側の端部を嵌挿する円筒状の中空穴と、前記スプール又はピストンの他方の外周 の両側から前記中空穴に貫通し軸方向長が前記ピン穴の直径と略同長で外周に向 けて外広がりに穿設した長円切欠穴を有し、 前記円筒状のピン穴の直径と略同径の円筒状のスプリングピンを前記円筒状の ピン穴および前記長円切欠穴に嵌合させることによって、前記ピストンと前記ス プールとを接合したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案の一実施例である図１、図２を用いて、本考案の作用を説明する。 ピストン５の小径部５ｃとスプール４の中空穴４ｃとの寸法差により形成され る環状隙間１１の範囲内で軸方向と垂直方向にピストンロッド５ｂとスプール４ が相対的に移動でき、また図２（ａ）に示すように環状隙間１１の範囲内でスプ リングピン１０を中心としてピストンロッド５ｂとスプール４がＹａ方向に回動 できる。そして、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である図２（ｂ）に示すようにスプ ール４に設けた長円切欠穴４ｄがスプールの外周に向けて外広がりに開口した範 囲内でピストンロッド５ｂとスプール４が相対的に回転でき、また、図２（ａ） のＢ−Ｂ断面図である図２（ｃ）に示すように、スプリングピン１０の弾性作用 によって環状隙間１１の範囲内でピストンロッド５ｂとスプール４がＸａ方向に 回動できる。さらに、スプリングピン１０の直径と長円切欠穴４ｄの軸方向長が 略同一であるために、ピストンロッド５ｂとスプール４は軸方向にずれることな く一体的に移動する。従って、スプール４とピストンロッド５ｂが軸方向を除い て柔軟に移動できるため図１のランド部３ｄとピストンロッド５ｂとの隙間を厳 しく制限した場合であっても操作部３と弁本体２の間で生じるミスアライメント が十分に吸収される。

【００１０】

【実施例】

本考案の一実施例である切換弁を図１、図２を用いて説明する。 図１は本考案にかかる切換弁の全体図で、１は切換弁であり、弁本体２に電磁 式の操作部３を結合してなる。弁本体２には、液圧源に連通する高圧ポート２ｂ 、２カ所の出口側ポート２ａ、２ｃ及びタンクポート２ｄが設けられ、これらの ポートは、スプール４が摺動するスリーブ２ｅ内に開口している。スプール４の ランド部４ａはこれらの開口部を閉塞し、ランド部とランド部の間隔部に設けら れている溝部４ｂが上記ポートの開口部と開口部を互いに連通させる。例えばス プール４が右に移動すると、高圧ポート２ｂと出口側ポート２ａが連通するとと もに、タンクポート２ｄと出口側ポート２ｃがスプール４の溝部４ｂを介して連 通するので、出口側ポート２ａに高圧の液体が流れ、出口側ポート２ｃの液体は タンクに排出される。逆にスプール４が左に移動すると、高圧ポート２ｂと出口 側ポート２ｃが連通し、タンクポート２ｄと出口側ポート２ａが連通するので、 出口側ポート２ｃに高圧の液体が流れ、出口側ポート２ａの液体はタンクへ排出 される。ここで、図１の状態は、スプール４が中立位置にあり、高圧ポート２ｂ がスプールのランド部４ａによって閉塞されているので、いずれのポートにも液 体は流れない。

【００１１】 上記弁本体２に固着された操作部３は、バルブブロック３ａに設けられたシリ ンダ室３ｂ’、３ｂ”内にピストン５が摺動自在に設けられ、このピストン５の 両側にピストンロッド５ａ、５ｂが取り付けられている。バルブブロック３ａに は前記ピストン５の左右のシリンダ室３ｂ’、３ｂ”内にパイロット圧力通路３ ｃ、３ｃ’からの高圧液体を供給したり、このシリンダ室内の液体をタンク側へ 排出したりする一対の電磁弁６、７が設けられている。電磁弁６、７はソレノイ ド６ａ、７ａによって上下動するニードル弁６ｂ、７ｂによってポペット６ｃ、 ７ｃの穴を開閉する公知のカートリッジソレノイドバルブで、前記ポペット６ｃ 又は７ｃの穴が開いて高圧がかった時は、電磁弁用のスプール６ｄ又は７ｄがバ ネ６ｅ又は７ｅに抗して下動し、タンクへのパイロットドレイン通路３ｅへの流 通を止める。ピストンロッド５ａの端部にはスプリングセンタ機構８が設けられ 、スプリング作用により高圧液体が作用しなくなった時にスプール４が自動的に 中立位置に戻される。

【００１２】 次に、ピストンロッド５ｂとスプール４との継手部９の構成を図２によって説 明する。ここで、図２（ａ）はピストンロッド５ｂとスプール４との継手部９の 側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）は図２（ａ ）のＢ−Ｂ断面図である。図２において、ピストンロッド５ｂの端部に小径部５ ｃが設けられ、スプール４の端部に前記小径部５ｃの直径よりもやや大きめに穿 設された円筒状の中空穴４ｃに嵌挿されている。そして、この中空穴４ｃの直径 と小径部５ｃの直径の寸法差により、両者の間には半径方向に環状隙間１１が生 じる。５ｄはピストンロッドの小径部５ｃに穿設された円筒上のピン穴で、４ｄ はスプール４の外周の両側から前記中空穴４ｃに貫通し、かつ軸方向の幅が前記 ピン穴５ｄの直径と略同寸法で外周に向けて外広がりに穿設された長円切欠穴で ある。

【００１３】 ここで、中空穴４ｃはスプール４の他端の断面からキリ穴を開けることにより 容易に穿設することができ、また長円切欠穴４ｄはスプール４の外周からスプー ル４の断面中心に向けてエンドミルを貫通させ、貫通させた状態で前記断面中心 を回転中心として軸方向と垂直方向にエンドミルを所定角度だけ回動させればよ り簡単に穿設することができる。

【００１４】 １０は円筒状のスプリングピンで、直径が前記ピン穴５ｄの直径及び長円切欠 穴４ｄの軸方向長と略同一長に形成され、ピストン５の小径部５ｃをスプール４ の中空穴４ｃに嵌挿した状態で、ピン穴５ｄ及び長円切欠穴４ｄに嵌合されてい る。この実施例では、スプリングピン１０は、平板状の鋼を第３図に示すように 円筒状に曲げることによって半径方向に弾力性をもたせたものを採用したが、所 定の弾性係数を有するゴム等を円筒状に成形したものを用いてもよい。

【００１５】 以上ように構成された継手部９において、環状隙間１１の範囲内で軸方向と垂 直方向にピストンロッド５ｂとスプール４が相対的に移動でき、また図２（ａ） に示すように環状隙間１１の範囲内でスプリングピン１０を中心としてピストン ロッド５ｂとスプール４がＹａ方向に回動できる。そして、図２（ａ）のＡ−Ａ 断面図である図２（ｂ）に示すようにスプール４に設けた長円切欠穴４ｄがスプ ール４の外周方向に向けて外広がりに開口した範囲内でピストンロッド５ｂとス プール４が相対的に回転でき、また、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図２（ｃ ）に示すように、スプリングピン１０の弾性作用によって環状隙間１１の範囲内 でピストンロッド５ｂとスプール４がＸａ方向に回動できる。さらに、スプリン グピン１０の直径と長円切欠穴４ｄの軸方向長が略同一長であるために、ピスト ンロッド５ｂとスプール４は軸方向にずれることなく一体的に移動する。従って 、スプール４とピストンロッド５ｂが軸方向の移動を除いて柔軟に移動できるた め、図１のランド部３ｄとピストンロッド５ｂとの隙間を厳しく制限した場合で あっても操作部１と弁本体２の間で生じるミスアライメントが十分に吸収される 。

【００１６】 従って、本考案によればスプールとピストンロッドがそれらの軸方向を除いて 柔軟に移動できるためピストン側及びスプール側のランド部の隙間を厳しく制限 した場合であっても操作部と弁本体の間で生じるミスアライメントを十分に吸収 することができる。このため、アクチュエータの性能を低下させることなく正確 なスプールの位置決めを行うことができる。しかも、ピストンロッドとスプール との継手部の加工はキリ穴とエンドミルのみによって行えるため、本考案にかか る切換弁はより簡単な加工方法で実現可能となる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案の切換弁によれば、スプールとピストンロッドがそれらの軸方向を除 て柔軟に移動できるためピストン側及びスプール側のランド部の隙間を厳しく制 限した場合であっても操作部と弁本体の間で生じるミスアライメントを十分に吸 収することができるため、アクチュエータの性能を低下させることなく正確なス プールの位置決めを行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である切換弁の全体図であ
る。

【図２】本考案の切換弁のピストンロッドとスプールの
継手部を示す図である。

【図３】本考案にかかるスプリングピンの一例を示す図
である。

【図４】従来の切換弁を示す図である。

【図５】ピストンとピストンロッドの嵌合部にＯリング
を用いた場合の切換弁を示す図である。

【符号の説明】

１ 切換弁 ２ 弁本体 ３ 操作部 ４ スプール ４ｃ 中空穴 ４ｄ 長円切欠穴 ５ ピストン ５ａ、５ｂ ピストンロッド ５ｃ 小径部 ５ｄ ピン穴 １０ スプリングピン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプールの位置を変化させて流体の流路
   等を切り換える弁本体と、パイロット圧をシリンダ室に
   供給することによりシリンダ室内のピストンを介して前
   記弁本体のスプールを移動させる操作部とを、備えた切
   換弁において、 前記ピストン又はスプールの一方は前
   記スプール又はピストンの他方との接合側の端部に円筒
   状のピン穴を有し、 前記スプール又はピストンの他方は前記ピストン又はス
   プールの一方との接合側の端部を嵌挿する円筒状の中空
   穴と、前記スプール又はピストンの他方の外周の両側か
   ら前記中空穴に貫通し軸方向長が前記ピン穴の直径と略
   同長で外周に向けて外広がりに穿設された長円切欠穴を
   有し、 前記円筒状のピン穴の直径と略同径の円筒状のスプリン
   グピンを前記円筒状のピン穴および前記長円切欠穴に嵌
   合させることによって、前記ピストンと前記スプールと
   を接合したことを特徴とする切換弁。