JPH11182710A

JPH11182710A - 高圧切換え弁

Info

Publication number: JPH11182710A
Application number: JP35541197A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Fujikawa; 敏弘冨士川
Original assignee: Fuji Engineering Co Ltd
Current assignee: Fuji Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の高圧切換え弁は、供給路を通る高圧油
がピストン軸に対して直角に衝突するため動圧が働き、
流速抵抗によりピストン軸と一体のピストンはシリンダ
ブロックの内壁に押付けられ、Ｏリングの片側のみが圧
偏され、固着現象によりピストンの移動が次第に困難と
なり、３００〜５００Ｋｇ／ｃｍ² の高圧ではソレノイ
ド機構によるピストン駆動具の作動が出来なくなる従来
の問題点を解決し、低出力で円滑に作動し、油漏れがな
く、低価格で量産できる高圧切換え弁を提供すること。【解決手段】軸心方向に移動可能なスプールタイプの
弁体１をシリンダ１０によって支承し、この弁体のバル
ブ１２をコイルバネ２を用いてバルブシート１６に押し
付けることにより通路を閉塞し、上記コイルバネ２に抗
する作動体２１の操作によって通路を開放するようにし
た高圧切換え弁において、上記弁体１を包囲する高圧油
の環状通路４より求心的に上記バルブ１２を指向するシ
リンダ１０内の放射路１９が軸線に対し斜めに形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば駆動シャ
フトのピストンを嵌合したシリンダに高圧油を出入させ
るための高圧切換え弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特公昭５１−１２８５０
号公報に従来技術として示されたパイロット操作チェッ
クバルブである。図において、ポペット５２のシート側
の端部を延長し、その延長部をシート５１の孔と同径の
パイロットピストン５４に形成し、このピストン５４を
ポペット５２の摺動孔５５と同軸で且つその孔５５と連
通の摺動孔５６に嵌入し、上記摺動孔５６のピストン背
面部５７を外界に連通し、さらにソレノイド機構５８に
よるピストン駆動具５９をピストン５４に掛合したもの
で、シリンダ６２に設けられた摺動孔５６に対する高圧
油の供給路６１がピストン軸６０に対して直交するよう
に構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このバルブは高圧油を
適用しても極めて弱いコイルバネ５５ａでバルブを閉止
状態に維持できるという特徴があり、バルブ開放のため
のピストン駆動具５９が油圧と無関係にコイルバネ５５
ａの弾力に打ち勝つだけでよい。しかしながら、供給路
６１を通る高圧油がピストン軸６０に対して直角に衝突
するため動圧が働き、流速抵抗によりピストン軸６０と
一体のピストン５４はシリンダ６２の内壁に押付けら
れ、Ｏリングの片側のみが圧偏され、固着現象によりピ
ストンの移動が次第に困難となり、３００〜５００Ｋｇ
／ｃｍ² の高圧ではソレノイド機構によるピストン駆
動具５９の作動が出来なくなることがあった。また、Ｏ
リングの圧偏変形により油漏れが生じやすいなどの欠点
もあった。

【０００４】また、上記のような弁体が左右２組同一軸
線上に直列的に配設されたスプールタイプの四方向切換
え弁が実用化されているが、上記と同様な欠点があっ
た。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、低出力で円滑に作動し、油漏れ
がなく、低価格で量産できる高圧切換え弁を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、請求項１記載の高圧切換
え弁は、軸心方向に移動可能なスプールタイプの弁体１
をシリンダ１０によって支承し、この弁体のバルブ１２
をコイルバネ２を用いてバルブシート１６に押し付ける
ことにより通路を閉塞し、上記コイルバネ２に抗する作
動体２１の操作によって通路を開放するようにした高圧
切換え弁において、上記弁体１を包囲する高圧油の環状
通路４より求心的に上記バルブ１２を指向するシリンダ
１０内の放射路１９が軸線に対し斜めに形成されてい
る。

【０００７】また、この発明に係る請求項２記載の高圧
切換え弁は、バルブ１２表面が球面に形成されている。

【０００８】また、この発明に係る請求項３記載の高圧
切換え弁は、左右２組同一軸線上に直列的に配設された
スプールタイプの第一弁体Ａと第二弁体Ｂ；これらの弁
体を囲むように配設された左右２組の高圧油の第一，第
二，第三環状通路３，４，５；この第一，第二，第三環
状通路３，４，５に通ずる外部との外通路６，７，８を
有する弁ブロック９；この弁ブロック９に内包され上記
第一弁体Ａ，第二弁体Ｂをスライド可能に支承するブッ
シュシリンダ１０；を備え、上記第一弁体Ａと第二弁体
Ｂは、それぞれ、球面のバルブ１２の左右両側にピスト
ン部１３，１４を対称的に一体に有し、上記各球面のバ
ルブ１２の左右両側に対設されたバルブシート１６，１
７は上記ブッシュシリンダ１０内に設けられ、上記ブッ
シュシリンダ１０に設けられ上記第一，第二環状通路
３，４より求心的に上記バルブの球面を指向する放射路
１８，１９は軸線に対し斜めに形成され、上記第三環状
通路５は上記球面のバルブ１２の外周空間に連通し、上
記第一弁体Ａと第二弁体Ｂの中間には上記バルブシート
１６を閉じ，バルブシート１７を開くコイルバネ２が介
装され、上記第一弁体Ａの左側と第二弁体Ｂの右側には
上記コイルバネ２の力に抗して上記バルブシート１６を
開き，バルブシート１７を閉じうる作動体２１を備えた
ソレノイド機構２２が設けられている。

【０００９】また、この発明に係る請求項４記載の高圧
切換え弁は、ブッシュシリンダ１０が各球面のバルブ１
２を中心に左右対称的に配設された同一のユニット構造
体４個によって形成されている。

【００１０】また、この発明に係る請求項５記載の高圧
切換え弁は、弁体１がバルブ１２に近付くに従い小径と
なる傾斜１５を有して形成されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明の一実施例に
よる高圧切換え弁の図面である。図１は側断面図、図２
（イ）は図１の要部の拡大図（ロ）はローロ線の断面
図，図３、図４はそれぞれ本発明の一実施例による高圧
切換え弁の応用例を示す説明図である。図において、１
は高圧切換え弁の弁体、Ａは第一弁体、Ｂは第二弁体
で、両者は左右同一軸線上に直列的に配設され、中間に
コイルバネ２が介装されている。３，４，５はそれぞれ
第一，第二，第三環状通路で、これらはそれぞれ第一弁
体Ａおよび第二弁体Ｂを囲むように配設されている。
６，７，８は上記第一，第二，第三環状通路３，４，５
より外部に通ずる外通路で、これらはそれぞれ第一弁体
Ａおよび第二弁体Ｂを囲むように配設されている。９は
弁ブロックで、上記外通路６，７，８を内部に有し、上
記環状通路３，４，５を内外に二分割した外側半部を形
成している。１０はブッシュシリンダで、上記弁ブロッ
ク９の内側周とＯリング２４を介して密接に接合し、上
記環状通路３，４，５を内外に二分割した内側半部を形
成すると共に、上記第一弁体Ａおよび第二弁体ＢをＯリ
ング１１を介してスライド可能に支承している。

【００１２】１２はバルブで、第一弁体Ａおよび第二弁
体Ｂの中央にそれぞれ位置し、球面形状をなしている。
１３，１４はピストン部で、第一弁体Ａおよび第二弁体
Ｂの各バルブ１２の左右対称位置に、それぞれ一体に固
定されている。１５はバルブ１２に近付くに従い小径と
なる傾斜で、上記第一弁体Ａおよび第二弁体Ｂの各バル
ブ１２の両側に、それぞれ形成されている。１６，１７
はバルブシートで、上記第一弁体Ａおよび第二弁体Ｂの
各バルブ１２の左右両側に対向してそれぞれブッシュシ
リンダ１０の内側に形成されている。１８，１９は放射
路で、上記第一弁体Ａおよび第二弁体Ｂを囲む上記第
一，第二環状通路３，４より求心的に上記バルブ１２を
指向し、それぞれ軸線に対して斜めに形成されている。
２０は円筒形のスペーサ２３に一定間隔を置いて形成さ
れた連通路で、上記第三環状通路５とバルブ１２の外周
空間とを一定間隔をおいて連通するものである。

【００１３】上記コイルバネ２は圧縮バネであって、上
記第一弁体Ａを左方向に押付け、これにより、上記バル
ブシート１６を閉じ、上記バルブシート１７を開くよう
になっている。また同時に、図２に示すごとく、上記第
二弁体Ｂを右方向に押付け、これにより、上記バルブシ
ート１６を閉じ、上記バルブシート１７を開くようにな
っている。２２は作動体２１を備えたソレノイド機構
で、上記第一弁体Ａの左側および第二弁体Ｂの右側に設
けられ、これらを操作することにより、上記コイルバネ
２の力に抗して上記バルブシート１６を開き、上記バル
ブシート１７を閉じるようになっている。

【００１４】図２に示すように、上記スペーサ２３は両
側にフランジのついた円筒形のジョイントであって、同
一のユニット構造体であるブッシュシリンダ１０とブッ
シュシリンダ１０とを対称的に接続するものである。従
って、この実施例のように四方切換え弁にあっては、同
一のユニット構造体であるブッシュシリンダ１０を４個
用いればよいから、低コストで高圧切換え弁を製造する
ことが出来る。また、軸線に傾斜した放射路１８，１９
をシリンダ側に形成するにあたり、本発明では予めブッ
シュシリンダ１０に外側から斜めに孔明け加工を施し、
これを弁ブロック９にＯリング２４を介して埋設すれば
よいので、製作が容易であり、油漏れなども起こらな
い。

【００１５】前記の通り、この実施例の四方切換え弁に
あっては、バルブ１２を球面に形成しているが、請求項
１に示す実施例においては、必ずしも球面である必要は
なく例えば円錐面であっても差し支えない。しかし、請
求項２，３に示すように、球面にすることによって、摩
耗あるいは加工，組付精度などにより形状的な誤差が万
一発生したとしても、バルブシートの内径周と球面との
線接触によって確実にシール可能となるので、油漏れを
完全に阻止することが出来る。

【００１６】本発明においては、従来技術のように供給
路を通る高圧油がピストン軸に対して直角に衝突するた
め動圧が働き、流速抵抗によりピストンがシリンダの内
壁に押付けられ、Ｏリングの片側のみが圧偏され、固着
現象を生じ、作動が重くなったり、油漏れを生ずるよう
なことがない。それは次の三つの理由によるものであ
る。第一に上記弁体１を包囲する高圧油の第二環状通路
４を経て放射路より求心的に高圧油を供給することによ
って、出来るだけ弁体１に対する力のバランスをとるか
らであり、第二に上記弁体１はバルブ１２に近付くに従
い小径となる傾斜１５を有して形成されていることによ
って、軸線に対し斜めに形成されている放射路１９を通
って供給される高圧油は弁体１の同一方向の傾斜に沿う
ように流れ、弁体１に対する動圧による衝撃力が緩和さ
れるからであり、第三に上記弁体１はバルブ１２に近付
くに従い小径となることにより、バルブ１２の表面積が
増加するため、求心的に上記バルブ１２を指向して供給
される高圧油が，より多くバルブ１２に衝突し、バルブ
１２を作動体２１の作動方向と同じ軸線方向に後退させ
る力が働くからである。図２に示すように、バルブシー
ト１６の直径Φ1とピストン部１３の直径Φ2とは等しく
設定されている。このようにすれば、左右の軸方向に前
進後退させる力がバランスし、僅かな力で作動させるこ
とが出来て有利である。

【００１７】次に、上記実施例による高圧切換え弁によ
って駆動用ピストンを作動させるシステムの一例を図
３，図４を用いて説明する。図において、３０は大型シ
リンダ、３１は駆動用ピストン、３２は駆動用ピストン
杆、３３は逆止弁、Ｐはポンプ、Ｔはタンクである。図
１における第一弁体Ａの外通路６は配管Ｔａによりタン
クＴに通じ、第二弁体Ｂの外通路６は配管Ｔｂによりタ
ンクＴに通じている。第一弁体Ａの外通路７は逆止弁３
３を介して配管ＰａによりポンプＰに通じ、第二弁体Ｂ
の外通路７は逆止弁３３を介して配管Ｐｂによりポンプ
Ｐに通じている。また、図１における第一弁体Ａの外通
路８は配管Ｃａにより大型シリンダ３０の左側開口部３
４に通じ、第二弁体Ｂの外通路８は配管Ｃｂにより大型
シリンダ３０の右側開口部３５に通じている。

【００１８】次に図１，２および図３，４を用いて上記
実施例の動作について説明する。図１に示すようにコイ
ルバネ２の弾撥力により第一弁体Ａ，第二弁体Ｂのコイ
ルバネ側のバルブシート１７は両方とも通路を開いてい
る。そこでポンプＰより送油された高圧油は配管Ｐａに
より第一弁体Ａの外通路７に至り、放射路１９よりバル
ブ１２に向けて射出され、第三環状通路５より外通路８
を経て配管Ｃａに至り、さらに左側開口部３４より大型
シリンダ３０の左側を満たす。また、同時にポンプＰよ
り送油された高圧油は配管Ｐｂにより第二弁体Ｂの外通
路７に至り、放射路１９よりバルブ１２に向けて射出さ
れ、第三環状通路５より外通路８を経て配管Ｃｂに至
り、さらに右側開口部３５より大型シリンダ３０の右側
を満たす。このため、左右の力がバランスし、図３に示
すように駆動用ピストン杆３２は中立の位置で静止す
る。

【００１９】今、第二弁体Ｂの右側のソレノイド機構２
２に通電すると、作動体２１は上記コイルバネ２の力に
抗して上記第二弁体Ｂを左方向に変位させるので、上記
第二弁体Ｂのバルブシート１６は開き，バルブシート１
７は閉じる。このため高圧油は大型シリンダ３０の右側
に供給されなくなる．一方第一弁体Ａについては、前と
変らない状態であるので、継続して高圧油は左側開口部
３４より大型シリンダ３０の左側を満たし、左側が高圧
になって駆動用ピストン３１は右方向に移動する。そこ
で大型シリンダ３０の右側の高圧油は大型シリンダ３０
の右側開口部３５より逆流し、開いたバルブシート１６
を経て第一環状通路６に至り配管Ｔｂを経てタンクＴに
入る。ここで、第二弁体Ｂの右側のソレノイド機構２２
の通電をＯＦＦにすると、再び図３に示すように駆動用
ピストン杆３２は中立の位置で静止する。つぎに今度
は、第一弁体Ａの左側のソレノイド機構２２に通電する
と、図４に示すように、作動体２１は上記コイルバネ２
の力に抗して上記第二弁体Ｂを右方向に変位させるの
で、上記第一弁体Ａのバルブシート１６は開き，バルブ
シート１７は閉じる。このため高圧油は大型シリンダ３
０の左側に供給されなくなる。一方第二弁体Ｂについて
は、前と変らない状態であるので、継続して右側開口部
３４より大型シリンダ３０の右側を満たし、右側が高圧
になって駆動用ピストン３１は左方向に移動する。そこ
で大型シリンダ３０の左側の高圧油は大型シリンダ３０
の左側開口部３４より逆流し、開いたバルブシート１６
を経て第一環状通路６に至り配管Ｔａを経てタンクＴに
入る。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２１】本発明の請求項１記載の高圧切換え弁は、
弁体を包囲する高圧油の環状通路４より求心的にバルブ
１２を指向するシリンダ１０内の放射路１９が軸線に対
し斜めに形成されていることにより、求心的に上記バル
ブ１２を指向して供給される高圧油がバルブ１２に衝突
し、バルブ１２を軸線方向に後退させる力が働くため、
従来技術のように供給路を通る高圧油がピストン軸に対
して直角に衝突し、流速抵抗によりピストンがシリンダ
の内壁に押付けられ、Ｏリングの片側のみが圧偏され、
固着現象を生じることがないので、ＯＮ，ＯＦＦの切換
えが円滑に作動し、油漏れが生じない。

【００２２】本発明の請求項２記載の高圧切換え弁は、
バルブ１２表面が球面に形成されていることにより、摩
耗あるいは加工，組付精度などによって形状的な誤差が
万一発生したとしても、バルブシートの内径周と球面と
の線接触によって確実にシール可能となるので、油漏れ
を完全に阻止することが出来、ポンプよりの流量の全量
を送油することが出来る。

【００２３】本発明の請求項３記載の高圧切換え弁は、
第一，第二環状通路３，４より求心的に上記バルブ１２
を指向する放射路１８，１９が軸線に対し斜めに形成さ
れていることにより、求心的に上記バルブ１２を指向し
て供給される高圧油がバルブ１２に衝突し、バルブ１２
を軸線方向に後退させる力が働くため、従来技術のよう
に供給路を通る高圧油がピストン軸に対して直角に衝突
し、流速抵抗によりピストンがシリンダの内壁に押付け
られ、Ｏリングの片側のみが圧偏され、固着現象を生じ
ることがなく、油漏れが生じないので、中立の状態より
左右のソレノイド機構の一方を操作することにより、Ｏ
Ｎ，ＯＦＦの切換えが円滑に作動し、駆動用ピストン杆
などを確実に作動させることが出来る。また、バルブ１
２表面が球面に形成されていることにより、摩耗あるい
は加工，組付精度などにより形状的な誤差が万一発生し
たとしても、バルブシートの内径周と球面との線接触に
よって完全にシール可能となるので、油漏れを完全に阻
止することが出来、ポンプよりの流量の全量を送油する
ことが出来る。

【００２４】本発明の請求項４記載の高圧切換え弁は、
ブッシュシリンダ１０が各球面のバルブ１２を中心に左
右対称的に配設された同一のユニット構造体４個によっ
て形成されていることにより、四方切換え弁のような複
雑な構造体であるに拘らず低コストで量産することが出
来る。また、軸線に傾斜した放射路１８，１９をシリン
ダ側に形成するにあたり、本発明では予めブッシュシリ
ンダに外側から孔明け加工を施し、これを弁ブロック９
にＯリング２４を介して埋設すればよいので、製作が容
易であり、油漏れなども起こらない。

【００２５】本発明の請求項５記載の高圧切換え弁は、
弁体１がバルブに近付くに従い小径となる傾斜１５を有
して形成されていることにより、軸線に対し斜めに形成
されている放射路１９を通って供給される高圧油は弁体
１の同一方向の傾斜に沿うように流れ、弁体１に対する
動圧による衝撃力が緩和される。また、上記弁体１はバ
ルブに近付くに従い小径となることにより、バルブ１２
の表面積が増加するため、求心的に上記バルブ１２を指
向して供給される高圧油がバルブ１２により多く衝突
し、バルブ１２を軸線方向に後退させる力が働くから、
従来技術のように供給路を通る高圧油がピストン軸に対
して直角に衝突するため動圧が働き、流速抵抗によりピ
ストンがシリンダの内壁に押付けられ、Ｏリングの片側
のみが圧偏され、固着現象を生じ、作動が重くなった
り、油漏れを生ずるようなことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による高圧切換え弁の側断面
図である。

【図２】本発明の一実施例による高圧切換え弁の要部の
拡大側断面図と切断面図である。

【図３】本発明の一実施例による高圧切換え弁の応用例
を示す説明図である。

【図４】本発明の一実施例による高圧切換え弁の応用例
を示す説明図である。

【図５】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１弁体２コイルバネ３第一環状通路４第二環状通路（環状通路）５第三環状通路６，７，８外通路９弁ブロック１０ブッシュシリンダ（シリンダ）１１Ｏリング１２バルブ１３，１４ピストン部１５傾斜１６，１７バルブシート１８，１９放射路２０連通路２１作動体２２ソレノイド機構２３スペーサ２４Ｏリング３０大型シリンダ３１駆動用ピストン３２駆動用ピストン杆３３逆止弁３４左側開口部３５右側開口部３６駆動軸Ａ第一弁体Ｂ第二弁体Ｃａ，Ｃｂ配管ＰポンプＰａ，Ｐｂ配管ＴタンクＴａ，Ｔｂ配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸心方向に移動可能なスプールタイプの
弁体１をシリンダ１０によって支承し、この弁体のバル
ブ１２をコイルバネ２を用いてバルブシート１６に押し
付けることにより通路を閉塞し、上記コイルバネ２に抗
する作動体２１の操作によって通路を開放するようにし
た高圧切換え弁において、上記弁体１を包囲する高圧油
の環状通路４より求心的に上記バルブ１２を指向するシ
リンダ１０内の放射路１９が軸線に対し斜めに形成され
ていることを特徴とする高圧切換え弁。
【請求項２】バルブ１２表面が球面に形成されている
請求項１記載の高圧切換え弁。
【請求項３】左右２組同一軸線上に直列的に配設され
たスプールタイプの第一弁体Ａと第二弁体Ｂ；これらの
弁体を囲むように配設された左右２組の高圧油の第一，
第二，第三環状通路３，４，５；この第一，第二，第三
環状通路３，４，５に通ずる外部との外通路６，７，８
を有する弁ブロック９；この弁ブロック９に内包され上
記第一弁体Ａ，第二弁体Ｂをスライド可能に支承するブ
ッシュシリンダ１０；を備え、上記第一弁体Ａと第二弁
体Ｂは、それぞれ、球面のバルブ１２の左右両側にピス
トン部１３，１４を対称的に一体に有し、上記各球面の
バルブ１２の左右両側に対設されたバルブシート１６，
１７は上記ブッシュシリンダ１０内に設けられ、上記ブ
ッシュシリンダ１０に設けられ上記第一，第二環状通路
３，４より求心的に上記バルブ１２を指向する放射路１
８，１９は軸線に対し斜めに形成され、上記第三環状通
路５は上記球面のバルブ１２の外周空間に連通し、上記
第一弁体Ａと第二弁体Ｂの中間には上記バルブシート１
６を閉じ，バルブシート１７を開くコイルバネ２が介装
され、上記第一弁体Ａの左側と第二弁体Ｂの右側には上
記コイルバネ２の力に抗して上記バルブシート１６を開
き，バルブシート１７を閉じうる作動体２１を備えたソ
レノイド機構２２，２２が設けられていることを特徴と
する高圧切換え弁。
【請求項４】ブッシュシリンダ１０が各球面のバルブ
１２を中心に左右対称的に配設された同一のユニット構
造体４個によって形成されている請求項３記載の高圧切
換え弁。
【請求項５】弁体がバルブ１２に近付くに従い小径と
なる傾斜１５を有して形成されている請求項１，２．３
又は４記載の高圧切換え弁。