JPS632707Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、空気圧制御機器になどに用いられる
スプール弁に係り、更に詳細には弁本体と、外周
溝へ弾性パツキンを装着し該弁本体内軸方向に摺
動自在に嵌入したスプールとを有するスプール弁
に関する。

「従来技術及びその問題点」 従来より、このようなスプール弁においては、
スプール凹部外周溝にＯリングを装着する事によ
り、前記スプールが弁本体内軸方向に往復摺動す
る際に発生する摺動抵抗の軽減を図つているが、
前記Ｏリングは円形断面を有している為に必然的
に該Ｏリングを装着すべき外周溝深さが浅くな
り、この結果、弁作動時において空気圧力及びス
プールの往復摺動時における変形等により、Ｏリ
ングが外周溝から飛び出してしまい、スプールの
円滑な作動を阻害する場合があつた。

又、前記弁作動時においては、前記Ｏリングが
外周溝の一側側壁側に片寄せられながらスプール
の往復摺動毎に圧縮変形させられる為に、寿命も
短いという欠点も合せ有していた。

更に前記Ｏリングを装着する外周溝の溝寸法の
バラツキによつても、摺動抵抗に大きな差異を生
じ、スプール作動が不安定になり易いという欠点
を有する。

本考案が解決しようとする技術的課題は、スプ
ール外周溝に装着する弾性パツキンとしてＯリン
グを用いた従来技術のスプール弁の欠点を解消す
る事を目的とし、特に摺動抵抗のバラツキをなく
し、安定且つ確実な弁作動を行い得るスプール弁
を提供する事を目的とする。

「問題点を解決しようとする手段」 本考案はかかる技術的課題を達成する為に、例
えば第４図及び第５図に示す如く、弁本体１と、
外周溝２ａへ弾性パツキン３を装着し該弁本体１
内軸方向に摺動自在に嵌入したスプール２とを有
するスプール２弁において、内周面側を曲面状に
形成した内側環状部３ａと外周面側を曲面状に形
成した外側環状部３ｃとを同心状に形成すると共
に、両環状部３ａ，３ｃ間に一対のリング状凹部
３ｄ，３ｅを介して前記環状部３ａ，３ｃとほぼ
同一幅の膨出部３ｂを設けた弾性パツキン３と、
該弾性パツキン３の環状部３ａ，３ｃとほぼ同一
幅の溝幅を有する外周溝２ａとからなり、該外周
溝２ａに装着された弾性パツキン３の内側及び外
側環状部３ａ，３ｃの圧縮変形が、該環状部３
ａ，３ｃに隣接するリング状凹部３ｄ，３ｅ及び
膨出部３ｂにより吸収され、他側の環状部３ｃ，
３ａへ作用させないように構成したスプール弁を
提案する。

この場合において、前記内側環状部３ａと外側
環状部３ｃはいずれも外周溝２ａ又は弁本体１の
内周面１ａ側と接触する部分（外径又は内径側）
が曲面状に形成してあれば必ずしも断面円形状に
形成する必要はなく、例えば第７図及び第８図に
示すように半径方向一側周面が曲面状のかまぼこ
形状に設定してもよい。

又前記膨出部３ｂは、その軸方向の幅寸法が前
記環状部３ａ，３ｃとほぼ同一幅であれば自由な
形状に設定し得、例えば第４図に示すような断面
円形形状、第６図に示す軸方向に広がる断面楕円
形状、第７図に示すような軸方向の対面する曲面
が上下に位置ずれをしている形状、更に第８図に
示すような断面方形状に夫々設定出来る。

そして前記リング状凹部３ｄ，３ｅは前記膨出
部３ｂの半径方向両側の環状部３ａ，３ｃに隣接
する位置に夫々形成され、その肉厚は環状部３
ａ，３ｃ直径との関係において、弾性パツキン３
の内側及び外側環状部３ａ，３ｃの圧縮変形が、
該環状部３ａ，３ｃに隣接するリング状凹部３
ｄ，３ｅに容易に吸収され、且つ該圧縮変形時、
該凹部３ｄ，３ｅが外周溝２ａ内で軸線方向に折
曲したり座屈したりする恐れがない程度に設定す
る。

一方、スプール２外周面上に削成された外周溝
２ａは弾性パツキン３の環状部３ａ，３ｃとほぼ
同一幅の溝幅を有し、且つ該外周溝２ａに前記弾
性パツキン３を装着した際、外側環状部３ｃの外
周面の一部がスプール２外周面上に突出する程度
の溝深さを有す。

「作用」 そしてかかる技術手段によれば Ａ 弾性パツキン３を外周溝２ａへ装着する場合
に生じる内側環状部３ａの半径方向の圧縮変形
を、該内側環状部３ａのに隣接する凹部３ｄで
吸収し、外側環状部３ｃに作用させずその原型
維持を図ると共に、一方、前記弾性パツキン３
を装着したスプール２を弁本体１内に嵌入して
内周面１ａ内に摺動する場合に、該パツキン３
の外側環状部３ｃの半径方向の圧縮変形を、隣
接する凹部３ｅで吸収し、内側環状部３ａに作
用させず、これにより外側環状部３ｃの半径方
向の圧縮変形の容易化を図る事が出来、 この結果、弁本体１内周面上をスプール２が
往復摺動する際に、前記パツキン３の外側環状
部３ｃに局部変形や局部偏圧が生じる事なく摺
動抵抗の均一化と摺動抵抗の低減が図られ、円
滑な弁作動を行い得る。

即ち摺動抵抗に直接影響ある外側環状部３ｃ
に作用させる事なく、弾性パツキン３を嵌入さ
せる為には、内側環状部３ａの圧縮変形を吸収
する為にその外径側に隣接する凹部３ｄが必要
であり、又外側環状部３ｃを半径方向に均一な
圧縮変形を行わせる為には、隣接する凹部３ｅ
が必要であり、この両凹部３ｄ，３ｅの存在に
より始めて前記作用効果が円滑に達成されるも
のである。

又、同様に前記環状部３ａ，３ｃに隣接する
凹部３ｄ，３ｅの存在の故に、スプール２外周
面、弁本体内周面１ａ、外周溝２ａ、弾性パツ
キン３等の加工誤差及び組立誤差によりパツキ
ン３の環状部３ａ，３ｃの変形量にバラツキが
生じても前記凹部３ｄ，３ｅで余裕をもつてこ
れを吸収し得、変形時に生じる圧接力が大きく
変化する事なく摺動抵抗の安定化が図られるも
のである。

Ｂ 又前記環状部３ａ，３ｃに隣接する凹部３
ｄ，３ｅの存在のみでは、弾性パツキン３を外
周溝２ａ内に装着後、該スプール２を弁本体１
内に嵌入する事により生ずる半径方向の圧縮変
形により、凹部３ｄ，３ｅを形成する為に必要
な膨出部３ｂ等が外周溝２ａ内で座屈し、外側
環状部３ｃの均一な半径方向の圧縮変形を困難
にし、この結果、外側環状部３ｃの圧縮変形時
に、局部変形や局部偏圧を生じせしめ、摺動抵
抗の不均一化と摺動抵抗の増大及び密封効果の
低減が生じ、円滑な弁作動を妨げる場合があ
る。

この為、本考案においては、弾性パツキン３
の膨出部３ｂを環状部３ａ，３ｃとほぼ同一幅
に設定すると共に、外周溝２ａ溝幅を前記環状
部３ａ，３ｃとほぼ同一幅、好ましくは僅かに
大に設定する事により、前記弾性パツキン３は
外周溝２ａ内での軸方向による位置規制を膨出
部３ｂと両環状部３ａ，３ｃの周面上におけ
る、いわゆる三点支持にて軸方向位置規制を行
い、この結果前記弾性パツキン３の半径方向の
みの圧縮変形を容易にすると共に、幅方向（軸
方向）の変形及び座屈を阻止する事が出来、こ
れにより前記欠点を解消しようとするものであ
る。

即ちスプール２の往復摺動の際に前記弾性パ
ツキン３には軸方向の引張力が加わるが、前述
したように本技術手段によれば該パツキン３の
軸方向の変形を阻止する事が出来る為、弁作動
時において前記弾性パツキン３に局部変形や半
径方向の座屈等が生じる恐れがなく、この結
果、弾性パツキン３局部変形、偏圧等に起因す
るスプール２の円滑な作動の阻害や局所的な漏
洩を防止出来、これにより始めて円滑な弁作動
を行い得る。

又、同様に弾性パツキン３の軸方向による位
置規制を三点支持にて行つている為に、スプー
ル２往復摺動毎に生じる弾性パツキン３の外周
溝２ａ側壁面への押圧力も膨出部３ｂと環状部
３ａ，３ｃに夫々均一に分散され、前記押圧力
が局所的な部位に集中する事なく、この結果弾
性パツキン３の高寿命化へとつながる。

「実施例」 以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を
例示的に詳しく説明する。ただしこの実施例に記
載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、
この考案の範囲をそれのみに限定する趣旨ではな
く、単なる説明例に過ぎない。

本実施例によるスプール弁は第１図に示すよう
に弁本体１と、弁本体１の長手方向に貫通形成し
た内周面１ａ内へ摺動自在に形成したスプール２
と、スプール２の外周溝２ａ内へ装着した弾性パ
ツキン３から構成される。又弁本体１の側面方向
には、スプール２を作動させる為の手段（たとえ
ば、電磁石、パイロツト弁など）が配置されてい
るが、本願において省略してある。

弁本体１は底面から５つの通孔１ｂ〜１ｆが内
周面１ａへ開口して流体通路を形成している。又
スプール２の外周溝２ａは６ケ所に形成されてお
り、図示のように４方弁を構成している。

弾性パツキン３は第２図、第３図に明示された
形状を有するもので、Ｏリングを３つ同心円状に
連接させたような形状を有し、断面円形状の内側
環状部３ａと外側環状部３ｃとの間にリング状凹
部３ｄ，３ｅを介して前記環状部３ａ，３ｃとほ
ぼ同一直径の断面円形状の膨出部３ｂを形成して
ある。

尚、前記内側環状部３ａと外側環状部３ｃはい
ずれも外周溝２ａ又は弁本体１の内周面１ａ側と
接触する部分（外周面側又は内周面１ａ側）が曲
面状に形成してあれば必ずしも断面円形状に形成
する必要はなく、例えば第７図及び第８図に示す
ように半径方向一側周面が曲面状のかまぼこ形状
に設定してもよい。

又膨出部３ｂにおいても、その軸方向幅が前記
環状部３ａ，３ｃとほぼ同一幅であれば自由な形
状に設定し得、例えば第４図に示すような断面円
形形状、第６図に示す軸方向に広がる断面楕円形
状、第７図に示すような軸方向の対面する曲面が
上下に位置ずれをしている形状、更に第８図に示
すような断面方形形状に夫々設定してもよい。

そして前記リング状凹部３ｄ，３ｅの軸方向幅
寸法は、該弾性パツキン３の材質等により種々選
択され得るが、例えば環状部３ａ，３ｃ直径の
0.5〜0.7倍程度に設定する事により、弾性パツキ
ン３の内側及び外側環状部３ａ，３ｃの圧縮変形
が、該環状部３ａ，３ｃに隣接するリング状凹部
３ｄ，３ｅに容易に吸収され、且つ該圧縮変形
時、該凹部３ｄ，３ｅが外周溝２ａ内で軸線方向
に折曲したり座屈したりする恐れがなく好まし
い。

一方、スプール２外周面上に削成された外周溝
２ａは弾性パツキン３の環状部３ａ，３ｃとほぼ
同一幅の溝幅、好ましくは環状部３ａ，３ｃ直径
より僅かに大なる溝幅に設定すると共に、その溝
径を弾性パツキン３内径より僅かに大に、且つ前
記外周溝２ａに前記弾性パツキン３を装着した
際、外側環状部３ｃの外周面の一部がスプール２
外周面上に突出する程度の溝深さに夫々設定す
る。

次に前記弾性パツキン３の圧縮変形形状につい
て第４図、第５図について詳細に説明するに、弾
性パツキン３内径は外周溝２ａ溝径より僅かに小
に設定してある為に、弾性パツキン３を外周溝２
ａへ装着すると、該パツキン３の内側環状部３ａ
が内径が拡大する方向に圧縮変形されるが、内側
環状部３ａの外径方向には凹部３ｄ，３ｅが隣接
して形成されている為に、前記変形を隣接する凹
部３ｄ，３ｅが幅方向に膨出する事によつて吸収
し、外側環状部３ｃに影響を及ぼさない。（第４
図参照） 次に該弾性パツキン３を装着したスプール２を
弁本体１内に嵌入させると、弾性パツキン３の外
側環状部３ｃが半径方向に圧縮変形されるが、環
状部３ａ，３ｃの内径方向には凹部３ｄ，３ｅが
隣接して形成されている為に、同様に前記変形を
隣接する凹部３ｄ，３ｅが幅方向に膨出する事に
よつて吸収し、内側環状部３ａに作用されること
はない。（第５図参照） 第９図及び第１０図は本考案の他の実施例で、
弾性パツキン３の内側環状部３ａを除く方向両面
に、外端まで達する放射溝３ｆを、夫々90゜角度
変位した方向に４個所形成してある。

この放射溝３ｆは前記各凹部３ｄ，３ｅ深さと
同一深さを有し、且つ両凹部３ｄ，３ｅ間を連通
させてその放射溝３ｆの外端が弾性パツキン３外
周端位置で開口するように形成する。

この結果、スプール２の往復摺動の際に弾性パ
ツキン３が外周溝２ａ側壁面を押圧する事により
リング状凹部３ｄ，３ｅ間の閉鎖空間に生じる空
気圧力を円滑に外部に逃がす事が出来、該空気圧
力による弾性パツキン３の外周溝２ａからの強制
的な飛び出しを防止し得る。

「考案の効果」 以上記載の如く本考案によれば、弾性パツキン
や外周溝及等の寸法精度のバラツキがあつてもこ
れを吸収し、常に安定かつ一定した摺動抵抗と安
定且つ確実な密封効果が得られると共に、弁作動
の際に弾性パツキンの局所的な変形や偏圧等が生
じる事もなく且つ外周溝から飛び出す恐れもな
く、円滑な弁作動を行い得ると共に、合せて高寿
命化も達成し得る。

従つて、本考案にして始めて低摺動抵抗で且つ
高寿命な、円滑な弁作動をなし得るスプール弁を
提供する事が出来、その実用的効果は極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本考案の実施例に係るスプ
ール弁の各部構成を示し、第１図は正面断面図、
第２図は弾性パツキンの縦断面図、第３図は第２
図の正面図、第４図は前記弾性パツキンを外周溝
に装着した状態を示す断面図、第５図は前記弾性
パツキンを弁本体内に装着した状態を示す断面
図、第６図乃至第８図は弾性パツキンの他の形状
を示す概略断面図、第９図乃至第１０図は弾性パ
ツキンに放射溝を形成した他の実施例で、第９図
は正面図、第１０図は第９図のＡ−Ａ線断面図で
ある。 １……弁本体、２……スプール、３……弾性パ
ツキン、２ａ……外周溝、３ａ，３ｃ……環状
部、３ｂ……膨出部、３ｄ，３ｅ……凹部、３ｆ
……放射溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 弁本体と、外周溝へ弾性パツキンを装着し該
   弁本体内軸方向に摺動自在に嵌入したスプール
   とを有するスプール弁において、内周面側を曲
   面状に形成した内側環状部と外周面側を曲面状
   に形成した外側環状部とを同心状に形成すると
   共に、両環状部間両側に一対のリング状凹部を
   介して前記環状部とほぼ同一幅の膨出部を設け
   た弾性パツキンと、該弾性パツキンの環状部と
   ほぼ同一幅の溝幅を有する外周溝とからなり、
   該外周溝に装着された弾性パツキンの内側及び
   外側環状部の圧縮変形が、該環状部に隣接する
   リング状凹部及び膨出部により吸収され、他側
   の環状部へ作用させないように構成した事を特
   徴とするスプール弁。 ２ 弾性パツキンの内側環状部を除く軸方向両面
   に、外端まで達する放射溝を形成した事を特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載のス
   プール弁。