JPS6315659Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［技術分野］ 本考案はスプールタイプの方向切換弁に関す
る。

［背景技術］ 従来から、空気圧や油圧を一方のポートから他
方の複数ポートのいずれかに選択的に導出するの
に、切換弁本体の中心孔に上記各ポートを切換接
続するスプールを摺動自在に設けた方向切換弁が
広く実用されている。

第１図はかかる方向切換弁の従来例を示すもの
であり、これについて説明すると、１はポート
２，３，４，５，６を有する切換弁本体で、これ
の中心孔７にはスプール８が摺動自在に挿入され
ており、スプール８が図示の位置にあるとき、ポ
ート２およびポート５、ポート３およびポート６
がそれぞれ連通し、スプール８が上記より所定量
左行したとき、ポート２およびポート４、ポート
３およびポート５がそれぞれ連通する。

９は切換弁本体１の左端に連設したシリンダ
で、このシリンダ９に設けたシリンダ室１０に
は、スプール８の左端面が臨み、のスプール８は
シリンダ室１０に設けたスプリング１１により常
時右方に付勢されている。

また、シリンダ室１０は切換弁本体１の肉厚内
にあつて、ポート５からの流体圧を導入するパイ
ロツト通路１２に連通している。

１３は切換弁本体１の右端に連設したシリンダ
で、このシリンダ１３に設けたシリンダ室１４に
は、スプール８の右端面が臨むとともに、この右
端面に左端面が接するようにピストン１５が摺動
自在に設けられている。また、１６はピストン１
５外周のシリンダ室１４内壁に対する気密保持の
ためのＶ字形シール材である。なお、シリンダ室
１４はピストン１５により大気室１４ａ、圧力室
１４ｂに隔成されている。

シリンダ１３の右端中央部にはパイロツト室１
７が凹設され、このパイロツト室１７およびパイ
ロツト通路１２に連通するパイロツト通路１８
が、シリンダ１３の肉厚内に穿設されている。

１９は一端がシリンダ室１４の中央に臨み他端
がシリンダ１３外周に臨む大気通路で、これには
既述の大気室１４ａが連通している。

２０は大気通路１９の一端を開閉するバルブ
で、これがシリンダ室１４内のスプリングシート
２１に支持したスプリング２２によつて、上記大
気通路１９の一端方向に付勢されている。２３は
スプリングシート保持用止め輪である。なお、ス
プリングシート２１には圧力室１４ｂに流体圧を
導入する透孔２１ａが穿設されている。

２４はシリンダ１３の右端に連設した電磁駆動
部用筐体で、この筐体２４内の中心部には磁性材
からなるプランジヤ２５が配設され、このプラン
ジヤ２５外周部にこれを軸方向に移動させるソレ
ノイド２６が配設されている。

プランジヤ２５の左端部は上記パイロツト室１
７内に臨むとともに、スプリング２７によつて常
時左方に付勢されており、ソレノイド２６の消勢
時には、プランジヤ２５左端に嵌装したバルブ２
８がパイロツト通路１８の上記他端を塞ぐように
なつている。

２９は圧力室１４ｂとパイロツト室１７とを結
ぶ連通孔で、シリンダ１３の肉厚内に設けられ、
この連通孔２９中には、一端が上記バルブ２０に
臨接され他端がプランジヤ２５先端に臨接された
ピン３０が挿通されている。なお、このピン３０
と連通孔２９内周壁との間には十分な空隙が残さ
れ、流体の移動を可能ならしめている。

また、ピン３０の長さは、バルブ２８がパイロ
ツト通路１８の上記他端を塞ぐとき、バルブ２０
が大気通路１９端を開き、バルブ２８がパイロツ
ト通路１８の他端を開くとき、バルブ２０が大気
通路１９端を塞ぐ寸法となつている。

３１はシリンダ１３の外側方向に穿つた長孔３
２内を出入操作される手動操作部で、この手動操
作部３１の出入操作によつて、この手動操作端が
プランジヤ２５の軸方向移動を可能ならしめ、バ
ルブ２８とバルブ２０の開閉ができるようになつ
ている。

なお、切換弁本体１、シリンダ９，１３および
筐体２４の各隣接面、スプール８の外周などに
は、流体洩れを防止するシールリングが介装され
ている。

かかる構成よりなる方向切換弁にあつては、ポ
ート５に供給される流体圧力が、パイロツト通路
１２を通してシリンダ室１０に導かれており、ス
プール８にはこの流体圧力とスプリング１１の反
発力とによつて、常時右方向へ移動する推力が働
いている。

また、かかる状況にあつて、ソレノイド２６が
消勢状態のときには、プランジヤ２５がスプリン
グ２７の反発力を受けて左方に位置し、しかもバ
ルブ２８がパイロツト通路１８の他端を塞いでい
る。このため、バルブ２０は大気通路１９端を開
き、圧力室１４ｂは大気圧まで低下しており、従
つてピストン１５に作用する左方向への推力は零
となつている。

この結果、スプール８は右方に移動して、図示
のようになり、ポート５とポート２、ポート６と
ポート３がそれぞれ連通する。

これに対し、ソレノイド２６を付勢した場合に
は、プランジヤ２５が右行し、ポート５に導入さ
れた流体圧力がバルブ２８によつて開かれたパイ
ロツト通路１８および連通孔２９を介して圧力室
１４ｂに導入される。なお、プランジヤ２５の上
記右行によつてバルブ２０は大気通路１９を閉じ
ている。

このため、圧力室１４ｂに導入された流体圧に
より、ピストン１５はその受圧面積に応じ左方推
力を得てスプール左端の受圧面積による右行推力
と、スプリング１１の反発力および摺動各部の摩
擦抵抗分に打ち勝つて左行し、スプール８と同方
向に押し、ポート４とポート２、ポート５とポー
ト３がそれぞれ切換接続され、流体の流れの方向
が切り換えられることになる。

しかしながら、かかる従来の方向切換弁にあつ
ては、ソレノイド２６の付勢によつてスプール８
に左方向の推力を与えるのに、少なくとも常時右
方向に作用している推力より大きな力を、ピスト
ン１５を介してスプール８に作用させる必要があ
るが、上記従来例の場合には、左方への推力を十
分に得ることが難しかつた。つまり、左方への推
力を得るには、ピストン１５の受圧面積を拡大す
る必要があり、これが方向切換弁の全体形状を大
きくしてしまうという問題を生じた。

もつとも、ピストン１５の受圧面積を押さえな
がら、所期の左方への推力を得るのに、スプリン
グ１１の反発力を小さくすればよいのであるが、
摺動各部の摩擦抵抗に打ち勝つてスプール８を確
実に右行させるには、その反発力を一定値以下に
できない。

［考案の目的］ 本考案はかかる従来の問題点に着目してなされ
たものであり、スプールを流体圧作動するピスト
ンの受圧面積が小さくても、そのスプール作動を
確実になし、以て装置全体の小形化を図つた方向
切換弁を提供することを目的とする。

［考案の概要］ 上記目的を達成するために、本考案の方向切換
弁は、流体圧を導入および導出する複数のポート
を持つた切換弁本体と、該切換弁本体内を摺動
し、上記各ポートの切換接続を行うスプールと、
上記切換弁本体の一端に連設され、かつピストン
によつて２圧力室を隔成した第１のシリンダと、
上記切換弁本体の他端に連設され、かつピストン
によつて大気室と圧力室とを隔成した第２のシリ
ンダと、上記第１のシリンダの第２のシリンダ方
向の上記圧力室と第２のシリンダの上記圧力室と
に連通する連通路と、上記第１のシリンダの第２
のシリンダ方向とは反対側の上記圧力室および開
閉制御されるバルブを通じて第２のシリンダの圧
力室のそれぞれにパイロツト流体圧を供給するパ
イロツト通路とから構成なるものである。

［実施例］ 第２図は本考案による方向切換弁の一実施例を
示す断面図である。なお、第２図の実施例におい
て、第１図に示したものと同一の構成部分には同
一符号を付し、その重複する説明を省略する。

第２図において、１０Ａはシリンダ９に設けた
シリンダ室で、このシリンダ室１０Ａ内にはピス
トン４１が摺動自在に設けられている。また、シ
リンダ室１０Ａ内は、ピストン４１によつて２つ
の圧力室４２，４３が両側に隔成されている。

ピストン４１は第３図に示すように、スプール
８の当接面側中央部が溝部４１ａとなつており、
この溝部４１ａの周辺には適数個の扇形ボス４１
ｂが設けられている。この構成によつて、後述す
る連通路からの空気圧をピストン４１の略全体に
平均かつ有効に作用せしめうる。

また、上記スプール８の中心には全長にわたつ
て連通孔４４が穿設され、その一方がシリンダ９
の圧力室４３に連通し、他方がピストン１５に貫
通させた透孔４５に連通している。このため、圧
力室４３はシリンダ１３の圧力室１４ｂに連通し
等圧となつている。

なお、スプール８の圧力室４３に臨む受圧面積
はピストン１５の圧力室１４ｂに臨む受圧面積よ
りも小さくなつている。また、この受圧面積差は
十分に小さくすることができる。

次に作用について説明する。

まず、導入ポート５に供給される流体圧は、パ
イロツト通路１２を通じてシリンダ室１０Ａの圧
力室４２に導かれ、ピストン４１にこの流体圧が
作用する。このため、スプール８はピストン４１
に推されて第２図で見て右行している。

いま、ソレノイド２６が消勢状態にあると、プ
ランジヤ２５が最大限左行した位置にあつて、バ
ルブ２８がパイロツト通路１８端を閉じるととも
に、バルブ２０が大気通路１９端を開き、従つて
圧力室１４ｂは大気に開放し、ピストン１５のス
プール８に対する押圧力は零となつている。この
ため、上記の通り、スプール８はピストン４１に
推されて、右行状態になり、ポート５とポート
２、ポート６とポート３がそれぞれ連通する。

これに対し、ソレノイド２６が付勢状態に入る
と、ソレノイド２６による電磁吸引力によりプラ
ンジヤ２５が右行する。このため、バルブ２８が
パイロツト通路１８端を開いて、このパイロツト
通路１８をパイロツト室１７を介して連通孔２９
に連通させ、圧力室１４ｂに流体圧を導入する。
なお、プランジヤ２５の上記右行によつて、バル
ブ２０が大気通路１９端を塞ぎ、上記圧力室１４
ｂへの流体圧の導入を可能にしている。

また、圧力室１４ｂはピストン１５の透孔４５
およびスプール８の連通孔４４を介して、シリン
ダ９の圧力室４３に連通し、この圧力室４３にも
圧力室４２と同様の流体圧がポート５から導入さ
れることになり、ピストン４１にはいずれの方向
の推力も発生しない。

しかし、スプール８端の圧力室４３に臨む受圧
面積は、圧力室１４ｂに臨むピストン１５の受圧
面積よりも小さいため、この受圧面積差分に応じ
た圧力がスプール８に作用し、これを図中左行さ
せる。このため、ポート４とポート２、ポート５
とポート３がそれぞれ切換接続される。つまり、
流体の方向切り換えが行われる。

このように、ピストン４１の受圧面積はスプー
ル８を右行させるに必要な推力を生じさせるもの
の、ソレノイド２６の付勢時には、ピストン４１
の両側の圧力室の圧力を等圧に導いて推力をなく
し、逆にスプール８とピストン１５の受圧面積差
によつてスプール８を左行せしめうるものであ
り、ピストン受圧面積を、従来のようにスプリン
グの反発力に抗する推力が得られる大きさにする
必要がなくなる。つまり、上記受圧面積差を僅か
に生じる小さいサイズにピストン１５を形成でき
るので、ピストン４１の小径化と相挨つて、ピス
トン１５の小径化、ひいては切換弁本体１の小径
化、小形化が可能となるものである。

なお、上記連通孔４４は圧力室１４ｂの流体圧
を圧力室４３に導くためのものであるから、必ず
しもスプール８に設ける必要はなく、切換弁本体
１およびシリンダ９，１３の肉厚内に設けたり、
別設のチユーブなどを通じて連通する構成とする
ことも可能である。

また、スプール８とピストン１５とは一体とな
つて動作するものであるので、これらを予め一体
形成しておくこともできる。

［効果］ 本考案によれば、スプールを流体圧作動するピ
ストンの受圧面積がスプールの受圧面積よりも僅
かに大きい寸法となるように形成するだけで、ス
プールに対し所期の推力を作用せしめうるととも
に、方向切換弁の全体構造を小形化することがで
き、この切換弁のコンパクト性、設備容易性、運
搬や格納の容易性等の点で実用上有利となるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方向切換弁の縦断面図、第２図
は本考案による方向切換弁の一実施例の縦断面
図、第３図はピストンの概略斜視図である。 １……切換弁本体、２，３，４，５，６……ポ
ート、８……スプール、９……第１のシリンダ、
１２……パイロツト通路、１３……第２のシリン
ダ、１４ａ……大気室、１４ｂ……圧力室、１５
……ピストン、１８……パイロツト通路、２８…
…バルブ、４１……ピストン、４２，４３……圧
力室、４４……連通孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 流体圧を導入および導出する複数のポートを
   持つた切換弁本体と、該切換弁本体内を摺動
   し、上記ポートの切換接続を行うスプールと、
   上記切換弁本体の一端に連設され、かつピスト
   ンによつて２圧力室を隔成した第１のシリンダ
   と、上記切換弁本体の他端に連設され、かつピ
   ストンによつて大気室および圧力室を隔成した
   第２のシリンダと、上記第１のシリンダの第２
   のシリンダ方向の上記圧力室および第２のシリ
   ンダの上記圧力室とに連通する連通路と、上記
   第１のシリンダの第２のシリンダ方向とは反対
   側の上記圧力室および開閉制御されるバルブを
   通じて第２のシリンダの圧力室のそれぞれに、
   パイロツト流体圧を供給するパイロツト通路と
   を備えたことを特徴とする方向切換弁。 (2) 上記連通路が上記スプールの中心に形成され
   ていることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の方向切換弁。