JPS6246053Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の技術分野） 本考案は流体を一方の系路から他方の系路に切
替える流体切替弁に関する。

（従来技術） 第１図は、従来公知の流体切替弁と液体計量ポ
ンプとの結合を説明するための概略構成図であ
る。

従来からこの種の切替弁は種々ある。例えば、
第１図に示す如くピストン２と計量シリンダ３を
利用した計量ポンプ１の場合は、一方から液を供
給し、一方に取り出すのに際しては、ピストン２
の移動方向によつて計量ポンプ１に送り込まれる
液と取り出される液の流れの方向が異なるので、
それに応じた流体切替弁４′を用いている。

すなわち、従来の計量ポンプ１においては、計
量ポンプ１における両端の二つの液の流通口２
３，２４は、ピストン２の移動方向によつて液の
入口と出口を兼ねる。

しかしこの構造の液体の計量装置においては次
のような欠点をもつている。

先ず液の流通口２３，２４より計量シリンダ３
内に吸引された液体は次に同じ流通口２３，２４
より吐出されるために、初期に計量シリンダ３内
に入つた液体は次の吸引時に再度シリンダ内に流
れ込むというシリンダ３内と管路２５，２６の一
部の間を往復するのみで、系外から排出されず滞
留するという欠陥をもつている。この滞留液が経
時変化する性質をもつものである場合には、変化
した液体が僅かずつ吐出され、吐出された液の品
質を低下させるという欠点を避けることができな
い。

また、計量すべき液体の粘度が高い場合、初期
に計量シリンダ内に吸入された液に気泡等の気体
を含んでいると、この気体がシリンダ内よりなか
なか抜け出さず、気体は液体よりも圧縮性が高
く、計量に誤差を生じるため、精密計量には適さ
ないという欠陥を有している。

上記の従来装置の欠点を改良するため、本考案
者らは先に第２図に示す如き液体の計量装置を実
願昭54−110477号（実開昭56−29427号公報）と
して提案した。

すなわち、第２図に示す液体の計量装置は、計
量ポンプ１の両端に各々液の入口１７，１８、お
よび、出口１９，２０を設け、かつ、各々の出入
口に逆止弁５を取り付けて、計量ポンプ１内の液
の流れを、入口１７，１８から出口１９，２０方
向へ向う一方向のみの流れとすることにより、配
管内の液を滞留を防止することを本考案者らは提
案した。

すなわち、第２図において、ピストン２の右行
時に液の入口１７から流入した液は、液の入口１
７からピストン２の左側シリンダ内に流れ、次い
でピストン２の左行時にピストン２の左側シリン
ダ内から液の出口１９方向に向つて流れ、液の出
口１９から流出するのであり、全体として液の入
口１７→ピストン２の左側シリンダ内→液の出口
１９と向う一方向の流れが形成される。同様にピ
ストン２の右側シリンダ内においても、全体とし
て液の入口１８→ピストン２の右側シリンダ内→
液の出口２０の一方向の流れが形成されるのであ
る。したがつて、前記した従来の装置とは異な
り、流体の流れが一方向であるので、計量ポンプ
内に一定量の同じ液体が出入し滞留することはな
い。

しかしながら、この第２図に示す計量ポンプ１
は、上記の如く、一方向のみの流体の流れとする
ことによつて、確かにポンプ１内での液の滞留は
防止されるものの、上述した如く、ポンプ両端
各々に入口、および、出口を有するため、この計
量ポンプに接続する流体切替弁も必然的に４カ所
の液の出入口を必要とする。

このために、従来公知の流体切替弁、例えば、
英国特許第1323660号明細書に開示されている如
き、図示しない液供給源からの液入口（符号14参
照）の他には、計量ポンプ１への液の出口、ある
いは逆にポンプ１からの液の入口となる二つの液
流通口（符号16，18参照）しか有さない流体切替
弁（以下従来の切替弁と呼称する）を用いて上記
第２図に示す４方向切替を達成しようとすれば、
第２図に示す一つの計量ポンプ１に対し従来の切
替弁２個を並列に接続し、この２個の切替弁を交
互に使用する必要が生じ、この場合には、下記す
る問題があつた。

すなわち、この切替弁では液の流れの切替えの
ために、並列した２個の流体切替弁の各々のスプ
ール（符号12参照）２本を各々移動させねばなら
ず、そのため、図示しないスプールの駆動部は必
然的に複雑、かつ、大型化される。

しかも、２個の流体切替弁の液供給口、およ
び、液排出口を各々配管で接続する必要があるた
め、この接続に用いた配管相当分だけ液の貯溜量
が増加し、したがつて、この貯溜した液の圧縮性
や上記配管材料の弾性により、液計量精度の低下
を余儀なくされていた。

（考案の目的） 本考案の目的は、上記のごとき従来公知の流体
切替弁が有していた欠点を解消すると共に、本考
案者らが先に提案した第２図に示すような計量ポ
ンプへの適用を可能にした、第２図に示す流体切
替弁４を具体的にした流体切替弁を提供せんとす
るものである。

（考案の構成） 本考案は上記の目的を達成するため、次の構成
からなるものである。

(イ) 両端が閉塞されたスリーブと該スリーブの中
空部において軸方向に移動し左右２位置をとる
関係に収納されたスプールとからなり、 (ロ) 前記スプールには、 (a) 中央部に中央小径部、 (b) の両外側に左右大径部、 (c) さらにその両外側に左右小径部 が設けられ、該左右大径部外周壁と前記スリー
ブの中空部内周壁とは流体の連通が無い状態に
係合され、前記中央小径部外周壁と前記スリー
ブの中空部内周壁との間に中央流体室、前記左
小径部外周壁と前記スリーブの中空部内周壁と
の間に左流体室、前記右小径部外周壁と前記ス
リーブの中空部内周壁との間に右流体室とがそ
れぞれ形成され、 (ハ) 前記スリーブには、 (a) 一端が該スリーブの外周面に開口し、他端
が前記左右２位置における前記中央流体室に
開口する流体供給孔、 (b) 一端が前記左位置における前記中央流体室
に開口し、他端が該スリーブの外周面に開口
し、前記流体供給孔から前記中央流体室に流
入する流体を一旦前記スリーブ外へ導出させ
る左流体導出孔、 (c) 一端が前記右位置における前記中央流体室
に開口し、他端が該スリーブの外周面に開口
し、前記流体供給孔から前記中央流体室に流
入する流体を一旦前記スリーブ外へ導出させ
る右流体導出孔、 (d) 一端が該スリーブの外周面に開口し、他端
が前記右位置における前記左流体室に開口
し、前記中央流体室から前記右流体導出孔を
経て一旦前記スリーブ外へ導出された流体を
該左流体室に導入する左流体導入孔、 (e) 一端が該スリーブの外周面に開口し、他端
が前記左位置における前記右流体室に開口
し、前記中央流体室から前記左流体導出孔を
経て一旦前記スリーブ外へ導出された流体を
該右流体室に導入する右流体導入孔、 (f) 一端の一方が前記右位置における前記左流
体室に、一端の他方が前記左位置における前
記右流体室に開口し、他端が該スリーブの外
周面に開口し、前記左流体導入孔から左流体
室に導入された流体あるいは前記右流体導入
孔から該右流体室に導入された流体を流出す
る流体排出孔 がそれぞれ設けられてなる流体切替弁である。

（実施例） 本考案を図面に示す実施例を用いて更に詳しく
説明する。

第３図は、本考案に係る流体切替弁４の構造を
示す縦断面図である。

本考案に係る流体切替弁４は、断面円形の中空
部７をもつスリーブ６と、該スリーブ６の中空部
７に摺動自在に嵌装されたスプール８と、スリー
ブ６の両端を閉塞しスリーブ６を流体密に、か
つ、摺動自在に支持している側板９，９′とから
なつている。スリーブ６と側板９，９′とは、Ｏ
リング１０により摺動自在に、かつ、流体密に係
合されている。

スプール８は、中央部に中央小径部（周全体が
小径となつておらず、周面の一部にくぼみが設け
られたものでもよい）を有し、この中央小径部の
外周壁とスプール６の中央部内周壁との間に中央
流体室１１が形成されている。

また、スプール８は、中央小径部の両外側に左
右大径部１２，１３を有し、この大径部１２，１
３外周壁がスリーブ６の中空部７内周壁と流体密
に摺動自在に係合されている。また、スプール８
の大径部１２，１３の両外側には、左右小径部が
形成され、この左右小径部外周壁とスリーブ６の
中空部内周壁との間に左右流体室１４，１５が形
成されている。一方、スリーブ６には、前記中央
流体室１１に連通する流体供給孔１６が開口して
いる。この位置はスプール８の移動中心に該当す
る。

更に、この流体供給孔１６の中心から等間隔に
中央流体室１１の長さＬよりもやや短い間隔に左
流体導出孔１７、右流体導出孔１８が設けられて
いる。一方、前記左右流体導出孔１７，１８に対
応して左流体導入孔１９、右流体導入孔２０が設
けられている。

また、前記左右流体室１４，１５に開口し、互
いに連通する通路２１が設けられ、該通路２１と
連通する流体排出孔２２が設けられている。

次に、第３図に示した流体切替弁の作動につい
て説明する。

第４図、第５図は、第３図に示すスプール８が
左側に移動した場合および右側に移動した場合を
示す断面図である。

第４図において、流体供給孔１６と左流体導出
孔１７とは、中央流体室１１を介して互いに連通
していると共に、右流体導入孔２０は、スリーブ
右端の右流体室１５に開口し、通路２１を介して
流体排出孔２２と連通している。

一方、右流体導出孔１８は、スプール８の大径
部１３によつて、流体供給孔１６とは隔離されて
おり、かつ、左流体導入孔１９は、スプール８の
大径部１２によつて通路２１とは隔離されてい
る。

例えば、この流体切替弁４を第２図に示すごと
き流体の出入口に逆止弁５を有する計量ポンプ１
に接続した場合には、左流体導入孔１９は、第２
図の計量ポンプ１のシリンダ３の左側入口１７に
流体流通可能に接続され、同様に、右流体導入孔
２０は同シリンダ３の右側出口２０に流体流通可
能に接続されるので、供給源（図示せず）からの
流体はピストン２の右行により、流体供給孔１６
から中央流体室１１を経て左流体導出孔１７から
ピストン２の左側の入口１７からシリンダ３内に
流れ込む。一方、シリンダ３の右側にあつた流体
はピストン２の右側の出口２０から右流体導入孔
２０を経て右流体室１５に流入し、更に、通路２
１を経て流体排出孔２２からピストン２の外部に
供給される。

なお、右流体導出孔１８、左流体導入孔１９を
通過する流れは逆止弁５の作用により遮断されて
いる。

第５図において、流体供給孔１６と右流体導出
孔１８とは、中央流体室１１を介して互いに連通
していると共に、左流体導入孔１９は、左流体室
１４に連通するよう開口し、さらに、通路２１を
介して流体排出孔２２へと連通している。

一方、左流体導出孔１７は、スプール８の大径
部１２によつて流体供給孔１６とは隔離されてお
り、かつ、右流体導入孔２０は、スプール８の大
径部１３によつて通路２１とは隔離されている。

例えば、この流体切替弁４を、第２図に示すご
とき計量ポンプ１に接続した場合には、右流体導
出孔１８は、第２図の計量ポンプ１のシリンダ３
の右側入口１８に接続され、同様に、左流体導入
孔１９は、同シリンダ３の左側出口１９に接続さ
れるので、供給源（図示せず）からの流体は、ピ
ストン２の左行により、右流体導出孔１８からシ
リンダ３の右側に流れ込む。一方、シリンダ３の
左側にあつた流体は、ピストン２の左行により左
側の出口から左流体導入孔１９、流体排出孔２２
を介して外部に供給される。なお、左流体導出孔
１７、右流体導出孔２０を通しての流れは逆止弁
５の作用により遮断されている。

第３図に示した状態は、中立位置にスプール８
があり、左流体導出孔１７、右流体導出孔１８
は、いずれも流体供給孔１６とはスプールの大径
部１２，１３により隔離されており、流体の移動
はない。

第３〜５図に示した如く、本実施例に示した流
体切替弁は、いずれの出入口も中心線を通る平面
上に配列した状態を示したが、これに限定される
ことなく、互いに、中心線を介して放射状に配列
することができる。放射状配列の場合には、同一
平面上の配置よりも小径部外周壁とスリーブ６の
中空部内周壁との間に形成される中央流体室１１
の長さＬを短くできるので、スプール８の移動距
離を短縮できる。従つて、正確な作動、早い作動
を要求される分野に用いるのに適している。

（考案の効果） 本考案に係る流体切替弁は、上記の如き構成、
作用を有するため、第２図に示す流体切替弁４の
具体的な流体切替弁４を提供することができる。
すなわち、１個のスプールを有する切替弁を只１
個設けるだけで、第２図に示す如き計量ポンプ１
の両端に各々液の入口、および、出口を設け、か
つ、各々の出入口に逆止弁５を取付けて計量ポン
プ１内の液の流れを、入口から出口方向へ向う一
方向のみの流れとした計量ポンプへの適用が可能
である流体切替弁を提供することができる。

さらに言えば、このことにより、従来の流体切
替弁を２個設けた場合に比べ、配管を含めて切替
弁の配置構成は簡便で済み、従つて、液の貯溜量
も少なくて済むので、貯溜した液の圧縮性や上記
配管材料の弾性などによる計量ポンプの液計量精
度に与える影響も極めて小ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来公知の流体切替弁と液体計量ポ
ンプとの結合を説明するための概略構成図であ
る。第２図は本考案者らが先に提案した公知では
ない流体切替弁と液体計量ポンプとの結合を説明
するための概略構成図である。第３乃至第５図
は、本考案に係る流体切替弁の構造を示す縦断面
図で、各々スプールが中立位置、左位置、およ
び、右位置にある状態を示す。 図面中の符号の説明、４，４′……流体切替
弁、６……スリーブ、７……中空部、８……スプ
ール、９，９′……側板、１１……中央流体室、
１２，１３……大径部、１４，１５……左右流体
室、１６……流体供給孔、１７，１８……左右流
体導出孔、１９，２０……左右流体導入孔、２１
……通路、２２……流体排出孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (イ) 両端が閉塞されたスリーブと該スリーブの中
   空部において軸方向に移動し左右２位置をとる
   関係に収納されたスプールとからなり、 (ロ) 前記スプールには、 (a) 中央部に中央小径部、 (b) その両外側に左右大径部、 (c) さらにその両外側に左右小径部 が設けられ、該左右大径部外周壁と前記スリー
   ブの中空部内周壁とは流体の連通が無い状態に
   係合され、前記中央小径部外周壁と前記スリー
   ブの中空部内周壁との間に中央流体室、前記左
   小径部外周壁と前記スリーブの中空部内周壁と
   の間に左流体室、前記右小径部外周壁と前記ス
   リーブの中空部内周壁との間に右流体室とがそ
   れぞれ形成され、 (ハ) 前記スリーブには、 (a) 一端が該スリーブの外周面に開口し、他端
   が前記左右２位置における前記中央流体室に
   開口する流体供給孔、 (b) 一端が前記左位置における前記中央流体室
   に開口し、他端が該スリーブの外周面に開口
   し、前記流体供給孔から前記中央流体室に流
   入する流体を一旦前記スリーブ外へ導出させ
   る左流体導出孔、 (c) 一端が前記右位置における前記中央流体室
   に開口し、他端が該スリーブの外周面に開口
   し、前記流体供給孔から前記中央流体室に流
   入する流体を一旦前記スリーブ外へ導出させ
   る右流体導出孔、 (d) 一端が該スリーブの外周面に開口し、他端
   が前記右位置における前記左流体室に開口
   し、前記中央流体室から前記右流体導出孔を
   経て一旦前記スリーブ外に導出された流体を
   該左流体室に導入する左流体導入孔、 (e) 一端が該スリーブの外周面に開口し、他端
   が前記左位置における前記右流体室に開口
   し、前記中央流体室から前記左流体導出孔を
   経て一旦前記スリーブ外に導出された流体を
   該右流体室に導入する右流体導入孔、 (f) 一端の一方が前記右位置における前記左流
   体室に、一端の他方が前記左位置における前
   記右流体室に開口し、他端が該スリーブの外
   周面に開口し、前記左流体導入孔から左流体
   室に導入された流体あるいは前記右流体導入
   孔から該右流体室に導入された流体を流出す
   る流体排出孔 がそれぞれ設けられてなる流体切替弁。