JPS591908B2 - ２ポ−ト２位置切換弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２ポ一ト２位置切換弁に係り、特に１位置に
おいては、第１ポートから第２ポートへの流通及び第２
ポートから第１ポートへの流通を共に可能とし、また２
位置においては、第１ポートから第２ポートへの流通及
び第２ポートから第１ポートへの流通を共に遮断する高
圧・大流量の流体を制御するに適した２ポ一ト２位置切
換弁に関する。

高圧・大流量の流体を制御するに適した２ポ一ト２位置
切換弁として、従来、スプール弁形の切換弁とポペット
弁形の弁換弁がある。

しかして、一般に知られているように、スプール弁形の
切換弁においては、スプールを切換えるに必要な操作力
がスプールに加わる流体圧力に影響されない構造となっ
ているため、高圧・大流量の流体を制御するために使用
された場合にも、大きな操作力を必要としないものの、
スプールがすべり運動に必要なすきまをもって組立てら
れているため、ある程度の流体洩れ（高圧・大流量の場
合は多（なる）は避けられず、両ポートの連通を良好に
遮断することができない。

一方、ポペット弁形の切換弁としては、例えば実公昭４
７−１６６７号公報にて開示された弁装置があり、この
弁装置は、流体の流入口と流出口とを弁室を介して連結
し、この弁室に設けた主弁の弁頭を弁室の流出口側に設
けた弁座に向はスプリングを介して常時押圧せしめると
共に、主弁に流入口と主弁背部の弁室とを連通するオリ
フィスを設け、主弁背部の弁室と流出口とを主弁のオリ
フィスよりも大きい断面積を有するバイパス流路を設け
てこのバイパス流路に操作コックを設けたものである。

かかる弁装置に、おいては、操作コックを操作してバイ
パス通路を開閉することにより流入口から流入する流体
の圧力を利用して主弁を開閉することができて流入口か
ら流出口に流れる高圧・大流量の流体を流通・遮断する
ことができるものの、流出口に高圧・大流量の流体が流
入した場合には操作コックがバイパス通路を閉じている
状態であっても主弁が押し開かれて流体が流入口に流れ
てしまい、流体を遮断することができない。

本発明はかかる実状に鑑みなされたもので、その目的は
第１ポートから第２ポートへの流通及び第２ポートから
第１ポートへの流通を共に遮断する機能を備えかつ遮断
時の流体洩れ量が少ない高圧・大流量の流体を制御する
に適した新規かつ有用な２ポ一ト２位置切換弁でしかも
操作力が小さくてよい２ポ一ト２位置切換弁を提供する
ことにある。

かかる目的を達成するため、本発明においては、当該２
ポ一ト２位置切換弁を、第１ポートに小径内孔にて連な
る第１段付内孔と、第２ポートに小径内孔にて通なる第
２段付内孔と、これら両段付内孔の大径内孔を連通、さ
せるメイン通路を備えるとともに、前記第１段付内孔の
大径内孔内に軸方向へ摺動可能に嵌挿されて前記第１段
付内孔の小径内孔に向けて付勢される第１スプールと、
この第１スプールによって前記第１ポート側に形成され
前記メイン通路に常時連通するとともに前記第１スプー
ルが着座する第１シートを通して前記第１ポートに連通
ずる第１室と、前記第１スプールによって前記第１室の
他側に形成され絞りを通して前記第１室と連通ずる第１
背圧室、及び前記第２段付内孔の大径内孔内に軸方向へ
摺動可能に嵌挿されて前記第２段付内孔の小径内孔に向
けて付勢される第２スプールと、この第２スプールによ
って前記第２ポート側に形成され前記メイン通路に常時
連通するとともに第２スプールが着座する第２シートを
通して前記第２ポートに連通ずる第２室と、前記第２ス
プールによって前記第２室の他側に形成され絞りを通し
て前記第２室と連通ずる第２背圧室を備え、かつ前記両
背圧室に連通路を通して連通しまた第１及び第２パイロ
ット通路を通して前記各小径内孔に連通するパイロット
室と、このパイロット室と前記連通路間の連通を外部か
らの操作力によって開閉するパイロットバルブと、前記
第１及び第２パイロット通路中にそれぞれ介装されて前
記パイロット室から前記各小径内孔への流通を許容する
第１及び第２逆止弁を備える構成とした。

このように構成した２ポ一ト２位置切換升においては、
１位置すなわち、パイロットバルブが開いておけば、い
ずれか一方のポートから流入した圧力流体が一方のスプ
ールを押し開いてメイン通路に流れ、また両絞り、連通
路、パイロット室。

他方のパイロット通路及び逆止弁を通って他方のポート
に流動するため、第１室と第１背圧室間及び第２室と第
２背圧室間にそれぞれ差圧が生じて両スプールが各シー
トから太き（離れ、いずれか一方のポートから他方のポ
ートへの流通がメイン通路を通してなされる。

また、２位置すなわち、パイロットバルブが閉じておれ
ば、連通路とパイロット室間の連通が遮断されていて、
いずれか一方のポートから流入した圧力流体が他方のポ
ートに流動しないため、他方のスプールはばね付勢力の
みならず他方の背圧室に付与された圧力流体の圧力によ
っても他方のシートに押圧され、両ポート間の連通がほ
とんど洩れな（良好に遮断される。

このように、この切換弁においては、比較的小型、軽量
とすることができるパイロットバルブの弁体な操作する
ことにより上記した作用が得られるため、操作力は小さ
くてよ（、シかも両ポートの連通が上述したようにして
ほとんど洩れなく良好に遮断されるため、高圧・大流量
の流体を小さな操作力で適確に制御することができる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による２ポ一ト２位置電磁切換弁Ｖのソ
レノイド励磁時における状態を示していて、この切換弁
Ｖの弁本体１０は、第１ポートＡに小径内孔１１ａにて
連なる第１段付内孔１１、第２ポートＢに小径内孔１２
ａにて連なる第２段付内孔１２、及び両段付内孔１Ｌ１
２の大径内孔１１ｂ、１２ｂを連通させるメイン通路１
３を備えている。

第１スプール２０は、第１段付内孔１１の大径内孔１ｉ
ｂ内に軸方向へ摺動可能に嵌挿されていて、大径内孔１
１ｂの第１ポートＡ側、すなわち大径内孔１１ｂの図示
左端部に、メイン通路１３の図示左端に常時連通し、か
つ段部に設けた第１シート２１を通して第１ポー）Ａに
連通する第１室２２を形成するとともに、他側、すなわ
ち大径内孔１１ｂの図示右端部に、第１背圧室２３を形
成している。

またこの第１スプール２０は、第１背圧室２３内に設け
た第１スプリング２４により第１シート２１に向けて付
勢されており、第１シート２１に着座するテーパ状の弁
部２０ａと、第１室２２と第１背圧室２３を連通させる
第１オリフイス（チョークにても実施可能）２０ｂを備
えている。

第２スプール３０次第２段付内孔１２の大径内孔１２ｂ
内に軸方向へ摺動可能に嵌挿されていて、大径内孔１２
ｂの第２ポー）１３側、すなわち大径内孔１２ｂの図示
右端部に、メイン通路１３の図示右端に常時連通し、か
つ段部に設けた第２シート３１を通して第２ポートＢに
連通ずる第２室３２を形成するとともに、他側、すなわ
ち大径内孔１２ｂの図示左端部に、第２背圧室３３を形
成している。

またこの第２スプール３０は、第２背圧室３３内に設け
た第２スプリング３４により第２シート３１に向けて付
勢されており、第２シート３１に着座するテーパ状の弁
部３０ａと、第２室３２と第２背圧室３３を連通させる
第２オリフイス（チョークにても実施可能）３０ｂを備
えている。

また、この切換弁■の弁本体１０は、両背圧室２３．３
３を連通させる連通路１４、この連通路１４に連なるパ
イロット室１５、及びパイロット室１５に一端にて連通
し他端にて各小径内孔１１ａ、１２ａにそれぞれ連通す
る第１パイロット通路１６と第２パイロット通路１７を
備えていて、第１パイロット通路１６中にはごくイロッ
ト室１５から小径内孔１１ａへの流通を許容する第１逆
上弁４１が介装され、第２パイロット通路１７中にはパ
イロット室１５から小径内孔１２ａへの流通を許容する
第２逆止弁４２が介装され、またパイロット室１５と連
通路１４間の開閉がパイロットバルブ５０によってなさ
れている。

パイロットバルブ５０は、パイロット室１５と連通路１
４間に設けた弁座５１と、弁座５１に着座するテーパ状
の弁部５２ａを有して弁体１０に図示上下方向へ移動可
能に組付けた弁体５２と、この弁体５２を上方に向けて
付勢するスプリング５３からなり、弁体５２は、弁本体
１０の上部に組付けたソレノイド６０の励磁によりソレ
ノイド６０内の図示しないプランジャが下動することに
よって下方へ押動されて、その弁部５２ａにて弁座５１
に着座する。

このように構成した切換弁Ｖにおいて、ソレノイド６０
が消磁されている１位置においては、スフ’ ＩＪング
５３により弁体５２が押動されていて弁部５２ａは弁座
５１から離れている（パイロットバルブ５０は開いてい
る）。

このため、第１ポートＡに圧力流体が導入されると、そ
の一部は第１スプール２０を押し開いて第１室２１内に
流入し、しかる後、第１オリフイス２０ｂ及び第１背圧
室２３を通して連通路１４に流入する一方、メイン通路
１３、第２オリフイス３０ｂ及び第２背圧室３３を通し
て連通路１４に流入し、更に開状態にあるパイロットバ
ルブ５０、パイロット通路１７及び逆止弁４２を通って
第２段付内孔１２の小径内孔１２ａ内に流入する。

このように流体が流動すると、第１室２２と第１背圧室
２３間、及び第２室３２と第２背圧室３３間にそれぞれ
圧力差が生じ、第１スプール２０が第１スプリング２４
に抗して右方へ摺動し、また第２スプール３０が第２ス
プリング３４に抗して左方へ摺動して、第１ポートＡか
らメイン通路１３を通して第２ポートＢＦｃｉれる圧力
流体は自由流れとなる。

したがって、この切換弁Ｖにおいては大流量を流すこと
が可能である。

なお、第２ポー）Ｂに圧力流体が導入された場合の作動
は、当該切換弁Ｖが左右対称の構成であるため、第１ポ
ー）Ａに圧力流体が導入された場合の作動と同様である
。

この場合、パイロット通路１６および逆止弁４１が上記
したパイロット通路１７および逆止弁４２の機能と同じ
機能を果す。

ところで、上記のようにして圧力流体が第１ポー）Ａか
ら第２ポー）Ｂに流動している当該切換弁Ｖにおいて、
ソレノイド６０が励磁されると、図示しないプランジャ
が下動して弁体５２が下動しその弁部５２ａにて弁座５
１に着座する（パイロットバルブ５０が閉じる）。

この状態、すなわち当該電磁弁Ｖの２位置においては、
パイロットバルブ５０が閉じることによって両オリフィ
ス２０ｂ、３０ｂを圧力流体が流通せず、第１室２２と
第１背圧室２３間、及び第２室３２と第２背圧室３３間
の差圧がな（なる。

このため、このときには第２スプール３０が第２スプリ
ング３４０弾撥力によって右方へ押動され弁部３０ａに
て第２シート３１に着座してメイン通路１３と第２ポー
トＢ間の連通な遮断する。

しかして、このときには第１室２２、メイン通路１３、
第２室３２、及び第１背圧室２３、連通路１４、第２背
圧室３３内に第１ポー）Ａに導びかれた圧力流体の圧力
が付与されていて、第２スプール３０は、第２スプリン
グ３４０弾撥力のみならず、第２背圧室３３内の圧力に
よっても第２シート３１に向けて押圧される。

したがって、このときには、第２室３２と小径内孔１２
ａ間が良好に遮断され、第１ポー）Ａから第２ポートＢ
に洩れ出る圧力流体はほとんどない。

この作用は圧力流体が高圧であれ、ばあるほど効果的に
得られる。

なお、第２ポートＢに圧力流体が導入されている場合の
作動は、当該切換弁Ｖが左右対称の構成であるため、上
記作動と同様である。

以上の説明から理解されるように、この切換弁Ｖによれ
ば、１位置において、第１ポー）Ａから第２ポー）Ｂへ
の流通及び第２ポー）Ｂから第１ポー）Ａへの流通を共
に可能とし、また２位置において、両ポー）Ａ、Ｂ間の
連通な良好に遮断して、高圧・大流量の流体を適確に制
御することができる。

またこの切換弁Ｖによれば、比較的小型・軽量の弁体５
２を上下動させて極めて少量の流体を制御することによ
り上記各作動が得られるため、弁体５２を作動（下動）
させるに要する外部からの操作力は小さくてよ（、小型
で電力消費量の少ないソレノイド６０を採用することが
できる。

第２図は本発明による他の２ポ一ト２位置電磁切換弁Ｖ
ａを示していて、この切換弁Ｖａｌにおいては、第１段
付内孔１１１と第２段付内孔１１２が同軸的かつ連続的
に設けられ、第１スプール１２０及び第２文プール１３
０が一つのスプリング１７０によって第１シート１２１
及び第２シート１３１に向けてそれぞれ付勢されている
。

またこの切換弁Ｖａにおいては、パイロットバルブ１５
００弁体１５２が両スプール１２０，１３０に対して略
平行に設けられていて、コンノくクトな構成とされてい
る。

その他の構成は上記切換弁Ｖの構成と実質的に同じであ
るため、類似符号を付してその説明は省略する。

また、この切換弁Ｖａの作動は上記切換弁Ｖと同じであ
るためその説明は省略する。

なお、上記各実施例においては、パイロットバルブの弁
体を作動させる外部からの操作力としてソレノイドの励
磁によって得られる電磁力を採用したが、本発明の実施
に際しては人力、機械力。

油圧力等様々の操作力を採用することができる。

また、上記各実施例においては、スプールにオリフィス
等絞りを設けたが、弁本体に第１室と第１背圧室及び第
２室と第２背圧室をそれぞれ連通させる連通路を設けて
、これら両速通路にそれぞれ絞りを設けるようにしても
、本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は本
発明の他の実施例を示す縦断面図である。 符号の説明 １０・・・・・・弁本体、１１・・・・・
・第１段付内孔、１１ａ・・・・・・小径内孔、１１ｂ
・・・・・・大径内孔、１２・・・・・・第２段付内孔
、１２ａ・・・・・・小径内孔、１２ｂ・・・・・・大
径内孔、１３・・・・・・メイン通路、１４・・・・・
・連通路、１５・・・・・・パイロット室、１６・・・
・・・第１パイロット通路、１７・・・・・・第２パイ
ロット通路、２０・・・・・・第１スプール、２０ｂ・
・・・・・オリフィス（絞り）、２１・・・・・・第１
シート、２２・・・・・・第１室、２３・・・・・・第
１背圧室、３０・・・・・・第２スプール。 ３０ｂ・・・・・・オリフィス（絞り）、３１・・・・
・・第２シート、・３２・・・・・・第２室、３３・・
・・・・第２背圧室、４１・・・・・・第１逆止弁、４
２・・・・・・第２逆止弁、５０・・・・・・パイロッ
トバルブ、Ａ・・・・・・第１ポート、Ｂ・・・・・・
第２ポート、■・・・・・・２ポ一ト２位置電磁切換弁
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１ポートに小径内孔にて連なる第１段付内孔と、
   第２ポートに小径内孔にて連なる第２段付内孔と、これ
   ら両段付内孔の大径内孔を連通させるメイン通路を備え
   るとともに、前記第１段付内孔の大径内孔内に軸方向へ
   摺動可能に嵌挿されて前記第１段付内孔の小径内孔に向
   けて付勢される第１スプールと、この第１スプールによ
   って前記第１ポート側に形成され前記メイン通路に常時
   連通するとともに前記第１スプールが着座する第１シー
   トを通して前記第１ポートに連通する第１室と、前記第
   １スプールによって前記第１室の他側に形成され絞りを
   通して前記第１室と連通する第１背圧室、及び前記第２
   段付内孔の大径内孔内に軸方向へ摺動可能に嵌挿されて
   前記第２段付内孔の小径内孔に向けて付勢される第２ス
   プールと、この第２スプールによって前記第２ポート側
   に形成され前記メイン通路に常時連通するとともに第２
   スプールが着座する第２シートを通して前記第２ポート
   に連通ずる第２室と、前記第２スプールによって前記第
   ２室の他側に形成され絞りを通して前記第２室と連通ず
   る第２背圧室を備え、かつ前記両背圧室に連通路を通し
   て連通しまた第１及び第２パイロット通路を通して前記
   各小径内孔に連通するパイロット室と、このパイロット
   室と前記連通路間の連通を外部からの操作力によって開
   閉するパイロットバルブと、前記第１及び第２パイロッ
   ト通路中にそれぞれ介装されて前記パイロット室から前
   記各小径内孔への流通を許容する第１及び第２逆上弁を
   備えてなる２ポ一ト２位置切換弁。