JPH1038101A - 切換バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水圧を利用した切換バルブを提供することで
ある。 【解決手段】 シリンダにスプールが内挿してあり、ス
プールとシリンダは複数の水路を形成しており、各水路
にはそれぞれ円筒状の弾性水密材が設けてあり、スプー
ルがシリンダ内を移動して弾性水密材を押圧変形させる
と弾性水密材は対応する水路を閉じ、スプールが移動し
て弾性水密材の押圧変形を解除すると水路を開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の水路を適宜
開閉して水圧及び水流の方向を切換える切換バルブに関
する。

【０００２】

【従来の技術】エアシリンダや低圧油圧シリンダの代わ
りに水道水の水圧を利用するには、水圧の方向を切換え
る切換弁が必要であるが、従来はそのような思想に基づ
く需要が全くなかったため、バルブ自体が存在しなかっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のエアシリンダ用
の方向切換弁を水道水の水圧を利用した切換弁に適用す
ると、カルキ等の不純物が切換弁内のスプール摺動面等
に結晶状に付着して噛み込み、動作しなくなるという問
題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１発明は、シリンダに
スプールが内挿してあり、前記スプールと前記シリンダ
は複数の水路を形成しており、前記各水路にはそれぞれ
円筒状の弾性水密材が設けてあり、スプールがシリンダ
内を移動して前記弾性水密材を押圧変形させると弾性水
密材は対応する前記水路を閉じ、スプールが移動して弾
性水密材の押圧変形を解除すると水路を開くことを特徴
とする切換バルブである。第２発明は、ハンドレバーを
設け、スプールを手動で往復移動させる第１発明の切換
バルブである。第３発明は、スプールの一端と他端で受
圧面積に差を設け、シリンダ内において通常は受圧面積
の小さい一端側にのみ水圧を掛けてスプールを他端側へ
移動させて各水路を開き又は閉じ、受圧面積の大きい他
端側にも水圧を掛けるとスプールが一端側へ移動して各
水路を閉じ又は開き、受圧面積の大きい他端側への水圧
を絶つとスプールが他端側へ移動して各水路を開き又は
閉じる第１発明の切換バルブである。

【０００５】

【発明の実施の形態】

（第１実施例）図１は、第１発明の切換バルブ１００と
作業シリンダ７０の配管接続状態を示している。切換バ
ルブ１００は、樹脂又はステンレス製の中央ブロック１
０、ブロック１１ａ、１１ｂ、１３ａ、及びカバー１４
ｂ、９１で形成したシリンダ９５を備えている。シリン
ダ９５内において、スプール１５ａ、１５ｂが中央付近
で螺合接合して（図示せず）一体となっている。また、
ブロック１３ａを貫通したロッド９３が、スプール１５
ａに固着してある。

【０００６】ロッド９３の頭部９３ａは直方体になって
おり、頭部９３ａを軸９４が貫通している。軸９４には
先端部９０ａをＵ字形に形成したハンドレバー９０が係
合しており、ハンドレバー９０はカバー９１に固着した
軸９２を中心に回動可能になっており、カバー９１に設
けた長孔９１ａから外部に突き出している。

【０００７】スプール１５ａ、１５ｂは、それぞれブロ
ック１１ａ、１１ｂとＯリング１５ｃ、１５ｄで水密を
保っており、かつＯリング１５ｃ、１５ｄは、シリンダ
９５内でスプール１５ａ、１５ｂを支持している。スプ
ール１５ａ、１５ｂにはそれぞれセンターチューブ押圧
突起３６ａ、３６ｂと突起１５ｅ、１５ｆが設けてあ
る。

【０００８】シリンダ９５の中央ブロック１０には、図
１、図２に示すように圧力水供給路１が設けてある。圧
力水供給路１は、圧力水供給配管１ａと連通している。
シリンダ９５のブロック１１ａ、１１ｂにはそれぞれ突
起３４ａ、３４ｂが設けてある。図９に示すように、突
起３４ａ、３４ｂ間の長さより若干長いセンターチュー
ブ１９が突起３４ａ、３４ｂ間に填め込んである。スプ
ール１５ａ、１５ｂのセンターチューブ押圧突起３６
ａ、３６ｂ間の長さは、センターチューブ１９の長さよ
り若干長い。

【０００９】ブロック１１ａ、１１ｂの突起３４ａ、３
４ｂと、スプール１５ａ、１５ｂのセンターチューブ押
圧突起３６ａ、３６ｂの間には隙間６２ａ、６２ｂ（図
９）があり、図１に示すようにスプール１５ａ、１５ｂ
は、シリンダ９５に対してＯリング１５ｃ、１５ｄ以外
では接触していない。図１、図２に示すように、センタ
ーチューブ１９の両端面は、内周部分はセンターチュー
ブ押圧突起３６ａ、３６ｂ間に、及び外周部分は突起３
４ａ、３４ｂ間に配置してある。

【００１０】図１はスプール１５ａ、１５ｂがシリンダ
９５内の左端に移動した状態を示しており、図２は同じ
く右端に移動した状態を示している。スプール１５ａ、
１５ｂがシリンダ９５内の中央に位置しているとき（図
９）は、センターチューブ１９は突起３４ａ、３４ｂで
押圧されており、スプール１５ａ、１５ｂとシリンダ９
５で形成した空間３０には水圧が掛かっているため、隙
間（水路）６２ａ、６２ｂの水密を保っている。

【００１１】ブロック１１ａ、１１ｂには、図１、図２
に示すように断面が円弧状の円弧室３２ａ、３２ｂが設
けてある。円弧室３２ａ、３２ｂの縁には、筒状で弾性
を有するシリコン製の側部チューブ（弾性水密材）２０
ａ、２０ｂの両端面の外周部分をそれぞれ支持する支持
突起３２ｃ、３２ｄ及び３２ｅ、３２ｆが設けてある。

【００１２】側部チューブ２０ａ、２０ｂの長さは、そ
れぞれ支持突起３２ｃ、３２ｄ間及び３２ｅ、３２ｆ間
の長さより若干長く、縮設されている。突起１５ｅ、１
５ｆは、シリンダ９５に対してスプール１５ａ、１５ｂ
が中央に位置しているときは側部チューブ２０ａ、２０
ｂの端面の内周部分とは当接しており（図示せず）、か
つ側部チューブ２０ａ、２０ｂは支持突起３２ｃ、３２
ｄ間及び３２ｅ、３２ｆ間に縮設してある。

【００１３】図１に示すようにブロック１１ａには排水
路４が設けてあり、排水路４はシリンダ９５の外部へ通
じ、排水管４ａと連通している。また、ブロック１１ａ
はブロック１３ａと固着している。図１に示すように、
ブロック１３ａには貫通孔１３ｃが設けてあり、貫通孔
１３ｃをロッド９３が貫通している。ブロック１１ａ、
ブロック１３ａ及びスプール１５ａで形成した排圧室１
３ｂ（図２）は、ロッド９３と貫通孔１３ｃとの隙間を
介してカバー９１の長孔９１ａで外気と連通している。

【００１４】図１に示すように、ブロック１１ｂには排
水路５が設けてあり、排水路５はシリンダ９５の外部へ
通じ、排水管５ａと連通している。また、ブロック１１
ｂはカバー１４ｂと固着しており、ブロック１１ｂ、カ
バー１４ｂ及びスプール１５ｂで形成した排圧室１４ｃ
は、孔１４ｄで外気と連通している。排水管４ａ及び５
ａは、排水管６ａと連通している。円弧室３２ａ、３２
ｂには、それぞれ排水路４、５と連通するバイパス路３
２ｇ、３２ｈが設けてある。

【００１５】スプール１５ａの突起１５ｅとセンターチ
ューブ押圧突起３６ａの間と、ブロック１１ａで室３１
ａを形成しており、スプール１５ｂの突起１５ｆとセン
ターチューブ押圧突起３６ｂの間と、ブロック１１ｂで
室３１ｂを形成している。

【００１６】室３１ａと排水路４の間及び室３１ｂと排
水路５の間には、それぞれ隙間（水路）６５ａ、６５ｂ
が設けてある。隙間６２ａ、６２ｂはセンターチューブ
１９により開閉され、水路６５ａは側部チューブ２０ａ
で開閉され、水路６５ｂは側部チューブ２０ｂで開閉さ
れる。

【００１７】また、ブロック１１ａには作業シリンダ７
０のＡポート７３ａ（図１）に配管２ａで連通する水路
２が設けてある。同様にブロック１１ｂには作業シリン
ダ７０のＢポート７４ａ（図１）に配管３ａで連通する
水路３が設けてある。作業シリンダ７０において、Ａポ
ート７３ａに連通する室７３（図２）とＢポート７４ａ
に連通する室７４（図１）は、作業ロッド７２で水密を
保ち、隔離されている。

【００１８】次に動作を説明する。圧力水供給配管１ａ
から水道水の水圧を切換バルブ１００に定常的に掛け、
ハンドレバー９０は初め図１に示すように右側へ倒して
おく。ロッド９３はハンドレバー９０の先端部９０ａで
シリンダ９５内の左方で固定され、スプール１５ａ、１
５ｂはシリンダ９５内の左端で停止している。

【００１９】センターチューブ１９はスプール１５ｂの
センターチューブ押圧突起３６ｂで押圧されて移動し、
隙間６２ｂが開いて空間３０と室３１ｂが図１に示すよ
うに連通しており、圧力水は空間３０から室３１、Ｂポ
ート水路３を介して作業シリンダ７０の室７４内に流入
しており、突起１５ｅは側部チューブ２０ａから離れ、
室３１ａと排水路４は連通しており、作業シリンダ７０
の室７３内の圧力水は排水管４ａへ排水されている。

【００２０】側部チューブ２０ｂはスプール１５ｂの突
起１５ｆで押圧され、かつ室３１ｂ内の水圧によりブロ
ック１１ｂに設けた円弧室３２ｂに沿って変形し、室３
１ｂと排水路５の間の隙間６５ｂを閉じている。円弧室
３２ｂ内の圧力水は、バイパス路３２ｈを通って排水路
５へ移動する。

【００２１】作業シリンダ７０内の作業ロッド７２は、
図示しない扉と連結してあり、作業ロッド７２が移動す
ると図示しない扉も同様に移動（開閉）するようになっ
ている。作業ロッド７２は、図１に示すように初め作業
シリンダ７０のＡポート７３ａ側へ移動して停止してお
り、このとき図示しない扉は閉じている。

【００２２】この状態でハンドレバー９０を図２に示す
ように左側へ倒すと、ロッド９３、スプール１５ａ、１
５ｂはシリンダ９５内を右側へ移動し、スプール１５ａ
の突起１５ｅは側部チューブ２０ａを押圧変形させ、排
水路４と室３１ａの間を密閉する。

【００２３】スプール１５ａのセンターチューブ押圧突
起３６ａは、センターチューブ１９の図２で見て左端面
の内周部分を押圧し、センターチューブ１９の右端面の
外周部分がブロック１１ｂの突起３４ｂに押圧されて、
隙間６２ｂ（図１）を閉じ、圧力水供給路１と室３１ｂ
の間を閉鎖する。

【００２４】図１で側部チューブ２０ｂを押圧変形して
隙間６５ｂを閉鎖していたスプール１５ｂの突起１５ｆ
は側部チューブ２０ｂから離れ、室３１ｂと排水路５の
間は連通する。

【００２５】圧力水供給路１から供給される圧力水は、
空間３０から室３１ａを介してＡポート水路２及びＡポ
ート配管２ａを通って作業シリンダ７０のＡポート７３
ａから室７３（図２）へ流入する。一方、作業シリンダ
７０の室７４（図１）内の圧力水はＢポート７４ａから
Ｂポート配管３ａ、Ｂポート水路３を通り、室３１ｂを
介して排水路５及び排水管５ａから排水管６ａへ排水さ
れる。

【００２６】上記動作に付随して、スプール１５ａ、ブ
ロック１１ａ及びブロック１３ａで形成した排圧室１３
ｂ（図２）には、長孔９１ａからロッド９３とカバー１
３ａとの隙間から空気が流入し、スプール１５ｂ、ブロ
ック１１ｂ及びカバー１４ｂで形成した排圧室１４ｃ
（図１）内の空気は、孔１４ｄから外部へ押し出され
る。

【００２７】圧力水が上記のように切換バルブ１００に
供給され、かつ作業シリンダ７０内の圧力水が移動する
ので、作業ロッド７２は作業シリンダ７０内を右側へ移
動し、図示しない扉は開く。図２に示すように、ハンド
レバー９０を左側へ倒した状態を保持すると、図示しな
い扉は開いた状態を保ことができる。

【００２８】次に、図１に示すようにハンドレバー９０
を右側へ倒すと、圧力水供給路１から供給される圧力水
は空間３０から室３１ｂ、Ｂポート水路３及びＢポート
配管３ａを通って作業シリンダ７０の室７４内に流入
し、作業シリンダ７０の室７３内の圧力水はＡポート７
３ａからＡポート配管２ａ、Ａポート水路２及び室３１
ａを介して排水路４から排水管４ａ、排水管６ａへ排水
され、作業ロッド７２は作業シリンダ７０内を左側へ移
動し、図示しない扉は閉じる。

【００２９】（第２実施例）図３に示す切換バルブ２０
０は、切換バルブ１００（図１）と同じ形状のスプール
１５ａ、１５ｂ及びブロック１０を使用しており、ブロ
ック１１ａ、１１ｂも連通路１１ｄ（図２）、１１ｆ
（図１）を設けていないことを除けば同じ形状である。
以下図３、図４において、図１、図２と同じ符号を付し
ている部材は、多少の形状の違いはあれ、同じ部材を示
している。

【００３０】図３において、ブロック１１ａの左側には
ブロック１２ａ、１３及びカバー１４ａがそれぞれ水密
を保ち固着してある。ブロック１２ａにはバランスピス
トン１６ａが内挿してあり、バランスピストン１６ａは
スプール１５ａと接触しており、かつブロック１２ａ内
で水密を保ち摺動可能であり、又、バランスピストン１
６ａの図３で見て左端にはすり割流路５１が設けてあ
る。

【００３１】ブロック１３には、パイロットピストン１
７が内挿してあり、パイロットピストン１７は中心に貫
通孔５８が設けてあり、又、図３で見て左側にはすり割
流路５２が設けてある。パイロットピストン１７は、バ
ランスピストン１６ａと接触しており、かつブロック１
３内で水密を保ち摺動可能である。

【００３２】一方、図３で見てブロック１１ｂの右側に
はブロック１２ｂ、カバー１４ｂが水密を保ち固着して
ある。ブロック１２ｂ内にはバランスピストン１６ｂが
内挿してあり、バランスピストン１６ｂはスプール１５
ｂと接触しており、かつブロック１２ｂ内で水密を保ち
摺動可能である。図３のカバー１４ａ、１４ｂ、ブロッ
ク１０、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３で構成
したシリンダ９６内で、スプール１５ａ、１５ｂ、バラ
ンスピストン１６ａ、１６ｂ及びパイロットピストン１
７は一体に移動可能となっている。

【００３３】ブロック１２ａには排圧室４１ａ（図４）
と排圧室４３ａ（図３）を連通させるバランス流路４２
ａが設けてあり、ブロック１２ｂには排圧室４１ｂ（図
３）と排圧室４３ｂ（図４）を連通させるバランス流路
４２ｂが設けてある。シリンダ９６にはマニホールド９
７が固着してある。

【００３４】図３、４に示す圧力水供給路１、排水路
４、５は、マニホールド９７とシリンダ９６を連通して
形成した水路であり、また、シリンダ９６のパイロット
配管５４はマニホールド９７のパイロット配管５５と連
通している。

【００３５】圧力水供給配管１ａは、圧力水供給配管１
ｂ、１ｃに分岐している。圧力水供給配管１ｂは、開閉
バルブ８、接続管７、７ａを介してマニホールド９７の
パイロット配管５５と接続している。圧力水供給配管１
ｃは、マニホールド９７の圧力水供給路１と接続してい
る。

【００３６】接続管７は、接続管７ａ、７ｂに分岐して
いる。接続管７ｂは、開閉バルブ９と接続している。排
水管６ａは排水管６、６ｂに分岐しており、排水管６ｂ
は開閉バルブ９へ接続し、排水管６は排水管４ａ、５ａ
に分岐し、それぞれマニホールド９７の排水路４、５へ
接続している。

【００３７】開閉バルブ８は図７（ｂ）に示すように、
貫通孔８３ｂと突起８３ａを有する蓋８３と、上方が開
口した穴を有する本体８４と、下部に突起８３ａに対応
する突起８０を有し貫通孔８３ｂを貫通する支柱８６を
有する押圧部材８１から構成している。支柱８６の上部
には釦８１ａが設けてある。本体８４と蓋８３は水密を
保ち固着しており、内部に空間８５を形成している。

【００３８】本体８４は、図７（ａ）（図３）で見て左
右に貫通孔８４ａ、８４ｂが設けてあり、貫通孔８４
ａ、８４ｂには、それぞれ圧力水供給配管１ｂ、接続管
７が水密を保ち貫通している。

【００３９】圧力水供給配管１ｂと接続管７は、空間８
５内で弾性を有するシリコンチューブ８２で接続してい
る。シリコンチューブ８２には小孔８２ａが設けてあ
る。図７（ａ）のVII−VII断面図である図７（ｂ）に示
すように、シリコンチューブ８２の上方には蓋８３の突
起８３ａがあり、下方には突起８０が配置してある。

【００４０】開閉バルブ９は、開閉バルブ８において貫
通孔８４ａ、８４ｂにそれぞれ圧力水供給配管１ｂ、接
続管７が貫通しているのに対して、圧力水供給配管１ｂ
の代わりに接続管７ｂが、また接続管７の代わりに排水
管６ｂが接続しており、その他の構成は開閉バルブ８と
全く同じである。

【００４１】図３に示すマニホールド９７のＡポート水
路２及びＢポート水路３には、第１実施例で使用した作
業シリンダ７０が、Ａポート配管２ａ及びＢポート配管
３ａを介して接続している。作業シリンダ７０の作業ロ
ッド７２には図示しない扉が接続してある。第１実施例
と同様に作業ロッド７２が作業シリンダ７０の左端にあ
るときに図示しない扉は閉じているものとする。

【００４２】次に動作を説明する。図３において水道の
水圧を圧力水供給配管１ａに掛けると、圧力水は圧力水
供給配管１ｂ、１ｃに分れて流れる。圧力水供給配管１
ｂを通った圧力水は、開閉バルブ８のシリコンチューブ
８２に達する。

【００４３】シリコンチューブ８２の小孔８２ａから空
間８５へ圧力水が漏れ、空間８５内の圧力はしだいに高
くなり、空間８５内の圧力水は押圧部８０を押し上げ、
図５又は図８に示すようにシリコンチューブ８２を押圧
変形させて閉じ、圧力水はシリコンチューブ８２内を通
過することができなくなり、その結果、圧力水供給配管
１ｂから供給される圧力水は開閉バルブ８で止められ
る。

【００４４】また、圧力水供給配管１ｃを通過した圧力
水は、マニホールド９７の圧力水供給路１に入り、シリ
ンダ９６内の空間３０に達するが、当初はセンターチュ
ーブ１９が隙間６２ａ、６２ｂ（図９）を閉じているた
め、圧力水は通過できず、圧力水供給路１から分岐した
バランス圧力水路５７、５６を介してバランス圧力室４
８ｂに達する。このとき、開閉バルブ８が閉じており圧
力水は開閉バルブ８から接続管７ａ、パイロット配管５
５、５４を通ってパイロット受圧室５３に入ることがで
きないため、バランス圧力室４８ｂ内の圧力水はバラン
スピストン１６ｂを押圧し、スプール１５ａ、１５ｂ及
びバランスピストン１６ａ、パイロットピストン１７を
シリンダ９６の左端へ移動させて、図３の状態になる。

【００４５】スプール１５ａ、１５ｂが左へ移動する
と、センターチューブ１９はセンターチューブ押圧突起
３６ｂで押圧されて隙間６２ｂが開き、空間３０と室３
１ｂは連通する。また、側部チューブ２０ｂは突起１５
ｆで押圧され、円弧室３２ｂに沿って変形し、室３１ｂ
と排水路５は閉鎖される。突起１５ｅは側部チューブ２
０ａから離れており、排水路４と室３１ａは連通する。

【００４６】空間３０と室３１ｂが連通するので、圧力
水は空間３０から室３１ｂ、Ｂポート配管３ａを介して
作業シリンダ７０の室７４に流入する。また、排水路４
と室３１ａが連通しているので、作業シリンダ７０の室
７３（図４）内の圧力水はＡポート配管、Ａポート水路
２を介して室３１ａ、排水路４から排水管４ａ、６、６
ａを通り、排出され、作業ロッド７２は左端へ移動して
図３の状態となり、図示しない扉は閉じている。

【００４７】今、図３の開閉バルブ８の釦８１ａを押し
下げると、開閉バルブ８で止められていた圧力水はシリ
コンチューブ８２、接続管７を通り、接続管７ａ、７ｂ
にそれぞれ流れる。

【００４８】接続管７ｂを通過した圧力水は、開閉バル
ブ９のシリコンチューブ１８２を通り、一部が小孔１８
２ａから空間１８５内に流入し、やがて空間１８５内が
圧力水で満たされると、押圧部１８０が浮力を受け、押
圧部材１８１が上昇して図４に示すようにシリコンチュ
ーブ１８２を閉じ、圧力水はシリコンチューブ１８２を
通過できなくなる。

【００４９】接続管７ａを通過した圧力水は、マニホー
ルド９７のパイロット配管５５、シリンダ９６のパイロ
ット配管５４を介してパイロット受圧室５３（図４）の
パイロットピストン１７の左側に流入しようとする。図
３の状態では、パイロットピストン１７がパイロット受
圧室５３の左端に位置しているが、図３に示すようにパ
イロットピストン１７にはすり割流路５２と貫通孔５８
が設けてあり、圧力水はすり割流路５２と貫通孔５８を
通過し、バランスピストン１６ａに達する。

【００５０】バランスピストン１６ａにはすり割流路５
１が設けてあり、貫通孔５８を通過してきた圧力水は、
排圧室４３ａのバランスピストン１６ａの左側（図４）
に流入しようとする。図３の状態では、バランスピスト
ン１６ａが排圧室４３ａの左端に位置しているが、バラ
ンスピストン１６ａにはすり割流路５１が設けてあり、
圧力水はすり割流路５１を通って、バランスピストン１
６ａのバランス圧力受圧面１６ｃを押圧する。圧力水が
バランス圧力受圧面１６ｃを押圧し始めると、パイロッ
トピストン１７のすり割流路５２を通った圧力水がパイ
ロット圧力受圧面６４を押圧する。

【００５１】図３のスプール１５ｂの右側にあるバラン
スピストン１６ｂの受圧面積とスプール１５ａの左側に
あるバランスピストン１６ａの受圧面積は等しいが、パ
イロットピストン１７のパイロット圧力受圧面６４の面
積分だけスプール１５ａの左側にかかる力が大きくな
り、パイロットピストン１７、バランスピストン１６
ａ、１６ｂ及びスプール１５ａ、１５ｂは一体に図４に
示すようにシリンダ９６の右端へ移動し、図４の状態に
なる。

【００５２】パイロットピストン１７が右方へ移動する
と、パイロット受圧室５３内のパイロットピストン１７
より右側にある圧力水はバランス配管６０、４５ａを介
して排水路４から排出され、排圧室４３ａ内のバランス
ピストン１６ａより右側にある圧力水はバランス配管４
４ａ、４５ａを介して排水路４から排出される。同じ
く、バランス圧力室４８ｂ内のバランスピストン１６ｂ
より右側にある圧力水はバランス圧力水路５６、５７を
介して圧力水供給路１へ押し戻される。

【００５３】スプール１５ａの突起１５ｅは、側部チュ
ーブ２０ａの左端面の内周部分を押圧し、側部チューブ
２０ａは円弧室３２ａに沿って変形させられ、排水路４
と室３１ａの間の隙間６５ａ（図４）を閉鎖する。

【００５４】センターチューブ１９は、センターチュー
ブ押圧突起３６ａに押圧されて右方へ移動して隙間６２
ａ（図４）が開き、圧力水供給路１及び空間３０が室３
１ａ及びＡポート水路２と連通し、圧力水がＡポート配
管２ａを介して作業シリンダ７０の室７３内に流入し、
作業ロッド７２をＡポート側からＢポート７４ａ側へ押
圧して作業シリンダ７０の右端へ移動させて図４の状態
となり、図示しない扉は開く。

【００５５】また、側部チューブ２０ｂはスプール１５
ｂの突起１５ｆから離れて隙間６５ｂ（図４）が開き、
室３１ｂと排水路５が連通し、作業シリンダ７０の室７
４内の圧力水はＢポート配管３ａ、Ｂポート水路３、室
３１ｂを通り、排水路５から排出される。

【００５６】作業ロッド７２が作業シリンダ７０の右端
へ移動した後、開閉バルブ８の押圧部材８１の押し下げ
を解除し、圧力水により押圧部８０を上昇させてシリコ
ンチューブ８２を閉じる。このとき、開閉バルブ９も閉
じているため、接続管７、７ｂ、７ａ、パイロット配管
５５、５４、パイロット受圧室５３、貫通孔５８及びバ
ランス圧力室４８ａにある圧力水は外部と隔離されてお
り、この状態ではスプール１５ａ、１５ｂはシリンダ９
６内を移動できず、作業ロッド７２は作業シリンダ７０
の右端で停止した状態を保ち、図示しない扉は開いたま
まとなる。

【００５７】図示しない扉を閉じる時は、開閉バルブ９
の釦１８１ａを押し、押圧部材１８１を押し下げて押圧
部１８０を下降させ、シリコンチューブ１８２を開き、
上記隔離された圧力水を排水管６ｂ、６ａから排出す
る。このとき開閉バルブ８は図３に示すように閉じてい
るので圧力水はスプール１５ａの左側からは供給されて
おらず、バランスピストン１６ｂの右側には圧力水供給
路１、バランス圧力水路５７、５６を介して圧力水が供
給されているので、パイロットピストン１７、バランス
ピストン１６ａ、１６ｂ及びスプール１５ａ、１５ｂは
一体となってシリンダ９６内を左方へ移動し、図３の状
態となり、作業ロッド７２は作業シリンダ７０の左端へ
移動し、図示しない扉は閉じる。

【００５８】第２実施例の変形例を図１１に示す。図３
の開閉バルブ９の位置にはニードル弁２５が設置してあ
り、開閉バルブ８、９は並列に配置してある。すなわ
ち、開閉バルブ８の一側には圧力水供給配管１ｂから分
岐した圧力水供給配管１ｄが接続しており、他側には接
続管７が接続しており、一方、開閉バルブ９の一側には
圧力水供給配管１ｂの延長上の圧力水供給配管１ｅが接
続しており、他側には接続管７ｃが接続している。

【００５９】接続管７、７ｃは、交差部７ｄで連通して
おり、交差部７ｄには、さらに接続管７ａ、７ｂが連通
している。接続管７ａは、図１１に示すようにマニホー
ルド９７のパイロット配管５５に接続している。また、
接続管７ｂは、ニードル弁２５の弁座２６で形成した開
口部へ連通している。ニードル弁２５には排水管６ｂが
接続しており、ねじ部２５ａのねじ込み加減で接続管７
ｂとの連通の度合いを調整する。

【００６０】図１１と図３の間には、上記の以外の差異
はない。図１１において、開閉バルブ８、９は共にシリ
コンチューブ８２、１８２を閉じており、シリンダ９６
内のスプール１５ａ、１５ｂ、パイロットピストン１
７、バランスピストン１６ａ、１６ｂ（以下、スプール
１５ａ等と呼ぶ。）は左端に移動して停止している。

【００６１】この状態から開閉バルブ８の釦８１ａのみ
を押し下げ、シリコンチューブ８２内を圧力水が流れる
と、圧力水は接続管７ａからパイロットピストン５５、
５４を介してパイロット受圧室５３、貫通孔５８、排圧
室４３ａ内に流入し、スプール１５ａ等をシリンダ９６
内の右端へ移動させ、図示しない扉は開く。

【００６２】また、開閉バルブ９の釦１８１ａのみを押
し下げても、圧力水は接続管７、交差部７ｄ、接続管７
ａを介してパイロット配管５５、５４へ流れる。開閉バ
ルブ８、９のそれぞれの釦８１ａ、１８１ａを同時に押
し下げても同様である。

【００６３】一方、接続管７ｂを通った圧力水は、ニー
ドル弁２５で流量調整される。従って、シリンダ９６内
の右端へ移動したスプール１５ａ等は、圧力水がニード
ル弁２５を通過して徐々に排水管６ｂへ流出するので、
所定の時間を経過すると自動的にシリンダ９６内の左端
へ移動する。ニードル弁２５のねじ部２５ａのねじ込み
加減で上記所定の時間は任意に変更することができる。
ニードル弁２５を完全に閉じると、スプール１５ａ等は
シリンダ９６内の右端で停止し、図示しない扉は開いた
状態を維持することができる。

【００６４】開閉バルブ８の釦８１ａを図示しない自動
扉の入口側のマットの下に配置し、開閉バルブ９の釦１
８１ａを出口側のマットの下に配置すると、人が入口側
から来ても出口側から来ても、また両側から同時に来て
も、自動扉を開くことができ、所定時間が経過して人が
通り過ぎた後に自動扉が閉まるようにすることができ
る。

【００６５】（第３実施例）図５は切換バルブ３００を
第１、第２実施例で使用した作業シリンダ７０に接続し
た状態を示した略図である。図５において開閉バルブ
８、９は第２実施例で使用したものと同一のものであ
る。

【００６６】切換バルブ３００は、中央にブロック３０
３、ブロック３０３の両隣にブロック３０２、３０４が
固着してあり、更にブロック３０２にはカバー３０１、
ブロック３０４にはカバー３０５がそれぞれ固着してシ
リンダ９８を形成している。

【００６７】ブロック３０３には図５で見て上下方向に
圧力水路３０３ａと排水路３０３ｂが設けてある。ブロ
ック３０２には、圧力水路３０３ａと平行にＡポート水
路３０２ａが設けてある。ブロック３０４には圧力水路
３０３ａと平行にＢポート水路３０４ａが設けてある。

【００６８】カバー３０１には、ブロック３０２に向か
って開口する有底で楕円形の穴３０１ａが設けてあり、
穴３０１ａの底３０１ｃに貫通孔３０１ｂが設けてあ
る。また、カバー３０１にはブロック３０２との接触面
にバイパス溝３１９が設けてあり、バイパス溝３１９は
ブロック３０２、３０３に設けたバイパス水路３１６と
連通して穴３０１ａと排水路３０３ｂを連通させてい
る。

【００６９】カバー３０５には、ブロック３０４に向か
って開口する有底の穴３０５ａ、３０５ｂが設けてあ
る。穴３０５ａ、３０５ｂは、カバー３０５の底３０５
ｄに設けた連通孔３０５ｃで連通しており、また、カバ
ー３０５のブロック３０４との接触面に設けた溝３１７
も穴３０５ａ、３０５ｂを連通させている。

【００７０】また、ブロック３０３、３０４及びカバー
３０５を水路３１４が通っており、水路３１４は圧力水
路３０３ａと穴３０５ａを連通させ、また、カバー３０
５のブロック３０４との接触面に設けたバイパス溝３１
８は、ブロック３０３、３０４を貫通するバイパス水路
３１５を介して排水路３０３ｂと連通している。

【００７１】カバー３０１の楕円形の穴３０１ａには、
穴３０１ａ内を水密を保ち摺動可能な楕円ピストン３１
１が内挿してある。楕円ピストン３１１にはスプール３
１０、３０６の一端がそれぞれねじ３１０ａ、３０６ａ
で固着してある。

【００７２】ブロック３０２にはスプール３１０、３０
６を通す孔３０２ｂ、３０２ｃが設けてあり、孔３０２
ｂ、３０２ｃは連通孔３０２ｄで連通している。孔３０
２ｂにはスプール３１０との間の水密を保つ環状の水密
部材３１２ａが固着してあり、孔３０２ｃにはスプール
３０６との間の水密を保つ環状の水密部材３１３ａが固
着してある。

【００７３】スプール３０６の他端は、図示しないねじ
でスプール３０７と一体固着してある。ブロック３０３
にはスプール３１０、３０６（３０７）を貫通させる孔
３０３ｃ、３０３ｄが設けてあり、孔３０３ｃは圧力水
路３０３ａと直角に連通しており、孔３０３ｄは排水路
３０３ｂと直角に連通している。

【００７４】ブロック３０４にはスプール３１０、３０
７を貫通させる孔３０４ｂ、３０４ｃがそれぞれ設けて
ある。孔３０４ｂはＢポート水路３０４ａと直角に連通
している。

【００７５】孔３０４ｂにはスプール３１０との間の水
密を保つ環状の水密部材３１２ｂが固着してあり、孔３
０４ｃにはスプール３０７との間の水密を保つ環状の水
密部材３１３ｂが固着してある。

【００７６】スプール３１０の他端には、カバー３０５
の孔３０５ａ内で水密を保ち摺動可能なピストン３０９
とねじ３１０ｂで固着してある。スプール３０７の他端
には、カバー３０５の孔３０５ｂ内で水密を保ち摺動可
能なピストン３０８とねじ３０７ａで固着してある

【００７７】スプール３１０の環状のセンターチューブ
押圧突起３６ａ、３６ｂの間には第１実施例で使用した
センターチューブ１９が填め込んである。センターチュ
ーブ１９の長さはブロック３０２の突起３４ａとブロッ
ク３０４の突起３４ｂの間の距離より若干長く、また、
センターチューブ押圧突起３６ａ、３６ｂの間の距離よ
りも若干短い。センターチューブ１９は、スプール３１
０がシリンダ９８の中央に位置しているときは、突起３
４ａ、３４ｂの間に縮設されて、第１実施例の図９で示
すセンターチューブ１９と同様に圧力水路３０３ａと孔
３０２ｂ及び圧力水路３０３ａと孔３０４ｂの間を閉鎖
している。

【００７８】シリンダ９８のＡポート水路３０２ａはＡ
ポート配管２ａで作業シリンダ７０のＡポート７３ａと
連通しており、Ｂポート水路３０４ａはＢポート配管３
ａで作業シリンダ７０のＢポート７４ａと連通してい
る。

【００７９】圧力水供給管３５０は、圧力水供給管３５
１、３５２に分岐している。圧力水供給管３５１は、開
閉バルブ８の空間８５でシリコンチューブ８２の一端と
接続している。シリコンチューブ８２の他端には接続管
３５３が接続してあり、接続管３５３は接続管３５４、
３５５に分岐している。

【００８０】接続管３５４は、開閉バルブ９の空間１８
５でシリコンチューブ１８２の一端と接続している。シ
リコンチューブ１８２の他端は、排水管３５６と接続し
ており、排水管３５６は排水管３５７、３５８に分岐し
ている。排水管３５７はシリンダ９８の排水路３０３ｂ
に接続している。

【００８１】接続管３５５は、シリンダ９８の貫通孔３
０１ｂに接続しており、圧力水供給管３５２は、圧力水
路３０３ａと接続している。

【００８２】次に動作を説明する。図５に示すように、
作業ロッド７２が作業シリンダ７０の左端に位置してい
るとき、開閉バルブ８の押圧部材８１は上昇してシリコ
ンチューブ８２を閉じており、開閉バルブ９の押圧部材
１８１は下降してシリコンチューブ１８２を開いてい
る。

【００８３】圧力水供給管３５０には常に水道の水圧が
掛かっており、圧力水は圧力水供給管３５１、３５２に
それぞれ流れる。圧力水供給管３５１に流れた圧力水
は、シリコンチューブ８２が閉じているため、開閉バル
ブ８より先には進めず、圧力水供給管３５２へ流れた圧
力水はシリンダ９８の圧力水路３０３ａに流入し、圧力
水は水路３１４を通って穴３０５ａ、３０５ｂに達し、
ピストン３０９、３０８をそれぞれ押圧して楕円ピスト
ン３１１、スプール３１０、３０６、３０７及びピスト
ン３０９、３０８を一体にシリンダ９８内の左端に移動
させている。このとき、側部チューブ２０ａは押圧面３
０２ｅから離れており、ブロック３０２の孔３０２ｃと
ブロック３０３の孔３０３ｄは連通しており、側部チュ
ーブ２０ｂは押圧面３０４ｅに押圧されており、かつセ
ンターチューブ１９は突起３４ａとスプール３１０の間
を閉じている。

【００８４】そのため、圧力水路３０３ａは孔３０４
ｂ、Ｂポート水路３０４ａと連通しており、圧力水はＢ
ポート配管３ａを介して作業シリンダ７０の室７４に流
入している。一方、作業シリンダ７０の室７３はＡポー
ト配管２ａを介してＡポート水路３０２ａ、孔３０２
ｂ、連通孔３０２ｄ、孔３０２ｃ、３０３ｄ及び排水路
３０３ｂと連通しており、室７３内の圧力水は排水管３
５７、３５８を通って排水されている。

【００８５】図５に示すように作業ロッド７２が作業シ
リンダ７０の左端に位置しているとき、作業ロッド７２
に接続した図示しない扉は閉じている。図示しない扉を
開くとき、開閉バルブ８の押圧部材８１を押し下げ、シ
リコンチューブ８２を開くと、圧力水はシリコンチュー
ブ８２を通過し、接続管３５３、３５４、３５５に流れ
る。

【００８６】接続管３５４を流れる圧力水は、開閉バル
ブ９のシリコンチューブ１８２内を通過するが、一部は
小孔１８２ａから空間１８５内に漏れ、空間１８５内は
圧力水で充満し、押圧部材１８１は浮力を受けて上昇
し、シリコンチューブ１８２は閉鎖する。シリコンチュ
ーブ１８２が閉鎖すると、接続管３５４から流入する圧
力水の流れは停止する。

【００８７】接続管３５５を流れる圧力水は、シリンダ
９８の貫通孔３０１ｂを通って穴３０１ａに達し、楕円
ピストン３１１を図５で見て右方へ押圧する。一方、ピ
ストン３０９、３０８には圧力水が左向きに作用してい
るが、ピストン３０９、３０８の受圧面積の合計より
も、楕円ピストン３１１の受圧面積の方が大きいため、
楕円ピストン３１１、スプール３１０、３０６、３０
７、及びピストン３０９、３０８は一体にシリンダ９８
内の右端へ移動し、図６の状態となる。

【００８８】このとき、センターチューブ１９は突起３
４ａから離れ、圧力水路３０３ａと孔３０２ｂを連通
し、かつ突起３４ｂに押圧されて圧力水路３０３ａと孔
３０４ｂを閉鎖する。

【００８９】側部チューブ２０ａは押圧面３０２ｅに押
圧されて孔３０２ｃと孔３０３ｄの間を閉鎖し、側部チ
ューブ２０ｂは押圧面３０４ｅから離れ、孔３０３ｄと
孔３０４ｃを連通させる。

【００９０】従って、圧力水は圧力水路３０３ａから孔
３０２ｂ、Ａポート水路３０２ａを通り、Ａポート配管
２ａを介して作業シリンダ７０の室７３に流入し、作業
ロッド７２を図６に示すように作業シリンダ７０内の右
端へ移動させる。

【００９１】作業シリンダ７０の室７４内の圧力水は、
Ｂポート配管３ａを介してＢポート水路３０４ａ、孔３
０４ｂ、連通孔３０４ｄ、孔３０４ｃ、３０３ｄ及び排
水路３０３ｂを通って排水管３５７、３５８から排出さ
れる。

【００９２】開閉バルブ８の押圧部材８１を押し下げを
解除すると、空間８５内の圧力水の浮力により押圧部材
８１は上昇してシリコンチューブ８２を閉鎖し、図１０
に示す状態となる。

【００９３】このとき、開閉バルブ８、９及び楕円ピス
トン３１１で水密を保っているので、圧力水は接続管３
５３、３５４、３５５、貫通孔３０１ｂ及び穴３０１ａ
内に閉じ込められており、楕円ピストン３１１はシリン
ダ９８内を左方に移動することはできず、作業ロッド７
２は作業シリンダ７０の右端で停止した状態を保ち、図
示しない扉は開いたままとなる。

【００９４】次に、図示しない扉を閉じるときは、開閉
バルブ９の押圧部材１８１を押し下げ、シリコンチュー
ブ１８２を開き、上記閉じ込められていた圧力水を排水
管３５６、３５８から排出する。このとき、楕円ピスト
ン３１１の図５で見て左側からは圧力水は供給されてい
ないので、楕円ピストン３１１、スプール３１０、３０
６、３０７及びピストン３０９、３０８は一体にシリン
ダ９８内を左方へ移動し、作業ロッド７２は作業シリン
ダ７０の左端へ移動し、図示しない扉は閉じる。

【００９５】

【発明の効果】第１〜第３発明の切換バルブは、動力源
に水道の水圧を使用しているので経費がかからず、非常
に経済的である。水道の水圧エネルギのみを使用し、電
気やガソリン機関などを使用しないので、油圧作動油の
漏れ等により装置周辺が汚れず衛生的である。また、漏
電等による火災発生の恐れがないので、身障者、高齢者
の住宅に設置する自動ドアの開閉用に安心して使用する
ことができる。シリコンゴムチューブの弾性を利用する
ため、切換バルブの内部にスプリングが不要である。高
精度の加工を必要とする部品がなく、安価に製作するこ
とができる。水密を保つためにシリコンチューブ以外に
Ｏリングも使用しているが、Ｏリングは従来のバルブの
ように水路と水路が交差する部分を通過させず、均一な
摺動面を摺動させるのみなので、交差した水路の角でＯ
リングを傷付けることがなく、従来のバルブと比較して
Ｏリングの耐久時間が飛躍的に延びる。また、水路が交
差する部分には、弾性を有するシリコンチューブを水密
材として使用しており、シリコンチューブを変形させて
水密を保つので、水密材が劣化しにくく、部品交換の周
期も長くなり、保守の手間が軽減する。柔らかいシリコ
ンゴムチューブを弁として使用することにより、結晶状
の異物が噛み込んでも、水密を良好に保つことができ
る。又、シリコンゴムは、弾性があり伸縮または屈曲す
ることにより異物の付着を防止することができる。切換
バルブの内部には、化学変化を起こす部材や、水に溶解
する部材を使用していないので、排出した水は水道から
直接出た水と同様に飲料水、その他の用途に使用するこ
とができる。第３発明の切換バルブは、第２実施例に示
すように、スプール１５ａ、１５ｂの両端の面積差をス
プール１５ａ、１５ｂと一直線に細長く形成することが
でき、また、第３実施例に示すようにスプールを平行に
２本（スプール３０６、３０７で１本とする）使用する
ことにより幅を広げかつ長さを短く形成することがで
き、適用する場所のスペースに応じて細長型か幅広型の
好ましい方を選択することが可能である。第２発明の切
換バルブは、第３発明の切換バルブよりも構造が簡単で
あり、バルブ本体を小型化することができ、設置スペー
スが極めて狭い箇所にも適用することができる。作業シ
リンダ７０で駆動するものとして、第１〜第３実施例で
は扉の開閉のみを記述したが、扉の開閉以外の用途とし
て工場等の排煙窓の開閉、エレベータ等の昇降及び往復
移動が必要な工場の生産ライン等にも使用することがで
きる。第１〜第３実施例では、水道の水圧を利用するこ
とにより、動力費を必要としないシステムを示したが、
水道の水圧によらなくても、電動機等で加圧して使用し
ても差し支えない。この場合、任意の水圧を発生させる
ことができるので、水道の水圧では搬送不可能な重量物
でも往復搬送することができる。また、水道の配管設備
のない場所でも使用可能となる。また、食品製造装置に
おいて使用される従来の油圧シリンダでは、シール部材
等の摩耗又は劣化により油分が漏れ、製造中の食品に油
分が混入又は付着する恐れがあったが、第１〜第３発明
の切換バルブでは、圧力媒体には清潔な水を使用するの
で食品に油分が混入したり付着したりする心配がない。
光電式センサを使用した自動ドアに第２、第３発明の切
換バルブを適用すると、光電式センサの検出範囲内に人
が入った際に出力される電気信号により動作する電磁ソ
レノイドにより、開閉バルブ８の釦８１ａを押し下げて
扉を開き、人が光電式センサの範囲外に出た際に開閉バ
ルブ９の釦１８１ａを押し下げて扉を閉めることができ
る。浴場の浴室と脱衣場の間に自動ドアを設置する際、
従来の電気式自動ドアでは湿度の影響で漏電したり、硫
黄分による接点不良が発生して故障し易かったが、第１
〜第３発明の切換バルブを使用した自動ドアでは、動力
に水道の水圧を使用するため漏電や設定不良のような不
具合は発生しない。第１〜第３発明の切換バルブでは、
切換バルブ内のスプールの移動量（ストローク）を従来
製の切換バルブより小さくすることができるため、方向
切換の応答性が向上し、また、装置の小型化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１発明の切換バルブの一部縦断側面略図で
ある。

【図２】 図１において、ハンドレバーを左に倒した状
態を示す一部縦断側面略図である。

【図３】 第２発明の切換バルブの一部縦断側面略図で
ある。

【図４】 図３において、開閉バルブ８を開き、開閉バ
ルブ９を閉じた状態を示す一部縦断側面略図である。

【図５】 第３発明の切換バルブの一部縦断側面略図で
ある。

【図６】 図５において、開閉バルブ８を開き、開閉バ
ルブ９を閉じた状態を示す一部縦断側面略図である。

【図７】 開閉バルブの一部縦断正面略図及び縦断側面
図である。

【図８】 図７において、開閉バルブが閉じた状態を示
す一部縦断正面略図及び縦断側面図である。

【図９】 第１発明の切換バルブのスプールが中立位置
にあるときの一部縦断側面略図である。

【図１０】 第３発明の切換バルブの開閉バルブ８、９
が共に閉じた状態を示す一部縦断側面略図である。

【図１１】 第２実施例の変形例を示す一部縦断側面略
図である。

【符号の説明】

１５ａ、１５ｂ スプール １９ センターチューブ
（弾性水密材） ２０ａ、２０ｂ 側部チューブ（弾性
水密材） ６２ａ、６２ｂ、６５ａ、６５ｂ 隙間（水路） ９０ ハンドレバー ９５、９６、９８ シリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダにスプールが内挿してあり、前
   記スプールと前記シリンダは複数の水路を形成してお
   り、前記各水路にはそれぞれ円筒状の弾性水密材が設け
   てあり、スプールがシリンダ内を移動して前記弾性水密
   材を押圧変形させると弾性水密材は対応する前記水路を
   閉じ、スプールが移動して弾性水密材の押圧変形を解除
   すると水路を開くことを特徴とする切換バルブ。
2. 【請求項２】 ハンドレバーを設け、スプールを手動で
   往復移動させる請求項１の切換バルブ。
3. 【請求項３】 スプールの一端と他端で受圧面積に差を
   設け、シリンダ内において通常は受圧面積の小さい一端
   側にのみ水圧を掛けてスプールを他端側へ移動させて各
   水路を開き又は閉じ、受圧面積の大きい他端側にも水圧
   を掛けるとスプールが一端側へ移動して各水路を閉じ又
   は開き、受圧面積の大きい他端側への水圧を絶つとスプ
   ールが他端側へ移動して各水路を開き又は閉じる請求項
   １の切換バルブ。