JPS6362974A

JPS6362974A - 切換弁

Info

Publication number: JPS6362974A
Application number: JP20628186A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Katagiri; 朝彦片桐
Original assignee: KOGANEI SEISAKUSHO KK; Koganei Corp
Current assignee: KOGANEI SEISAKUSHO KK; Koganei Corp
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1988-03-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、切換弁、特に空気圧や油圧などの流体流通路
の切り換えによってシリンダなどを制御する場合に用い
られる切換弁に関する。

〔従来の技術〕

一般に、シリンダなどの作動を制御する目的で使用され
る切換弁として、いわゆるスプール弁が知られている。

すなわち、このスプール弁は、電磁石などの駆動機構に
より、駆動されたスプール軸がその軸方向に沿って往復
運動されることにより、所定の流体流路の開閉が行われ
るようにしたものである。しかし、このようなスプール
弁は、スプール軸をその軸方向に沿って往復運動させる
ための駆動機構が必要となり、このために構造が複雑と
なる。

そこで、これを解消する切換弁として、弁本体内の断面
環状の流体流通路と、この流体流通路の内周面に周設さ
れている所要数の環状嵌合溝と、この環状嵌合溝にその
半径方向に沿って伸縮自在に嵌合されているとともに、
断面略円形状で弾性体からなる環状の弁体と、環状嵌合
溝内の底部側に連通されている与圧ポートとから構成さ
れるものが考えられる。そして、この構成の切換弁は、
与圧ポートから環状嵌合溝の底部側に流体が供給された
とき、その流体圧により弁体がその半径方向に拡張され
て、断面環状の流通路の所定の部位が閉鎖され、他方、
その流体圧が解除されたとき、弁体が自らの弾性力によ
りその半径方向に縮小されて前記流通路の所定の部位が
開通されるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述した両者の切換弁のうちで、前者の
スプール弁は、前述したように、スプール軸をその軸方
向に沿って往復運動させるための駆動機構が必要で、構
造が複雑であるという問題点がある。

これに対し、後者の切換弁は、その弁体の拡張時と縮小
時とに該弁体が環状嵌合溝の対向両側面に密接しながら
、その半径方向に沿って摺動するため、弁体が摩耗する
。そして、この弁体の摩耗により、環状嵌合溝と弁体と
の摺接部位から流体が漏出したり、あるいは弁体の円滑
な作動に支障を生じさせて切換弁の信頼性や耐久性を害
するという問題点がある。また、弁体の摩耗粉が流通さ
れる流体を通じて、シリンダなどの他の所定の機器に流
れ込んで該機器に支障を生じさせたり、さらにはクリー
ン度が要求される外部に飛散されてそのクリーン度を害
するという問題点もある。

その他に、前記した拡張時と縮小時との弁体の摺動は、
その摺動抵抗により、弁体の円滑な動作に支障を生じさ
せたり、あるいはその摺動抵抗分だけ弁体の作動力を高
めなければならないという問題点もある。

本発明は、前記した種々の問題点を解消するためになさ
れたものであり、その目的は、弁体が摺動されることが
なく、弁作用の信頼性や耐久性の向上を図ることができ
、しかも、弁体の摩耗粉の飛散を防止することができ、
さらには弁体の円滑な作動を得ることができる切換弁を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記した問題点を解決するため、本発明は弁本体内に延
在されている断面環状の流体流通路と、この流体流通路
の内周面に開設されている所要数の開口部と、この開口
部を閉塞している弁体と、前記開口部内と連通されてい
る与圧ポートから構成され、前記弁体はその半径方向に
伸縮自在の膜状に形成されている切換弁である。

〔作用〕

前記した構成の切換弁によれば、与圧ポートから圧縮空
気などの弁体開閉用流体を導入させると、その流体は開
口部内に供給される。そして、この開口部内に供給され
た流体の流体圧により、弁体が流体流通路内の半径方向
に拡張され、流通路の外周面に押接されて流通路が閉鎖
される。しかし、その流体圧を解除すると、弁体はそれ
自体の伸縮力により縮小して元の状態に復帰する。この
弁体の縮小復帰により、先の流通路の閉鎖状態は解除さ
れて、該流通路は開通される。

前記流通路は、このような弁体の拡張と縮小とにより開
閉されるが、該弁体は膜状に形成されて開口部を閉鎖し
ていることにより一流通路内を摺動せずに拡張され、あ
るいは縮小されるので、そのような摺動による弁体の摩
耗を防止することができ、また弁体の摺動抵抗がないの
で、弁体の円滑な作動を得ることができる。

〔実施例１〕第１図は本発明の一実施例である切換弁を示す断面図で
ある。

本実施例の切換弁は、３方向切換弁である。その弁本体
１は、角柱状の外部部材２と、内部部材３とからなる。

前者の外部部材２は、その軸方向に沿って形成されてい
る円柱状の中空部２ａを有する。後者の内部部材３は、
円柱状の軸部３ａを有し、この軸部３ａはその外径が外
部部材２の内径よりも小径に形成されている。そして、
前者の外部部材２の中空Ｂ２ａに、後者の内部部材３の
軸Ｂ３ａが嵌挿され、両者がＯ’ＪングＲを介して結合
されて、弁本体１が形成されている。このような構造に
より、弁本体１内には、その軸方向に沿って延在してい
る断面環状の流体流通路４が形成されている。

すなわち、この断面環状の流体流通路４は、外部部材２
の中空部２ａの内周面と、内部部材３の軸部３ａの外周
面との間の間隙によって形成されている。

前記流体流通路４の内周面側には、その軸方向において
所定の間隔をもって第１．第２開ロ部５ａ、５ｂがそれ
ぞれ該流体流通路４に対向して周設されている。また、
流体流通路４の内周面と第１、第２開ロ部５ａ、５ｂと
は、内部部材３の軸部３ａに嵌装された１つの円筒状の
弁体構成部材６により被覆されている。この円筒状の弁
体構成部材６はたとえばゴムなどで作られ、少なくとも
その半径方向に伸縮自在に形成されている。さらに、こ
の弁体構成部材６の外周面には、第１．第２開ロ部５ａ
、５ｂのそれぞれの開口両端縁に対応している部位に、
リング状の締結部材６ａがそれぞれ嵌装されて締結され
ている。

第１．第２開ロ部５ａ、５ｂは、このようにして弁体構
成部材６により閉塞されている。そして、そのそれぞれ
の開口部を閉塞している弁体構成部材６の各部位が、前
記流体流通路４の所定の部位を閉鎖する膜状の第１．第
２弁体７ａ、７ｂとして、それぞれ形成されている。こ
れらの膜状の第１、第２弁体７ａ、７ｂはたとえばゴム
などで作られ、それぞれ少なくとも第１．第２開口ｔ１
５　ａ。

５ｂを閉塞し、流体流通路４の半径方向に伸縮自在とな
っている。

一方、弁本体１の外部部材２の外周壁部には、その外周
面から流体流通路４に至る第１〜第３流通路８ａ、３ｂ
、３ｃが、それぞれその流体流通路４の軸方向において
所定の間隔をもって形成されている。

そして、これらの第１〜第３流通路３ａ、３ｂ。

８Ｃは、流体流通路４の外周面に開設されている内端側
の口が、それぞれ第１．第２弁体７ａ、７ｂとその流体
流通路４の軸方向において位相をずらして、またそれら
を介するように配置されている。

他方、弁本体１の内部部材３内には、第１開口部５ａ内
と連通されている弁体開閉用第１流路９ａと、第２開口
部５ｂ内と連通されている弁体開閉用第２流路９ｂとが
それぞれ形成されている。

また、弁本体１の内部部材３の上端面には、第１、第２
与圧ポー）ＩＱａ、１０ｂがそれぞれ開設されている。

そして、その第１与圧ポート１０ａは、第１流路９ａを
介して第１開口部５ａ内と連通され、第２与圧ポー）、
１０ｂは、第２流路９ｂを介して第２開口部５ｂ内と連
通されている。

次に、本実施例の作用について説明する。

第２与圧ポート１０ｂから圧縮空気等の弁体開閉用流体
を導入させると、その流体は第２流路９ｂを通じて第２
開口ｔｆｆ１５ａ内に供給される。そして、その流体圧
により第２弁体７ｂが第１図に示すように、その半径方
向に拡張され流体流通路４の外周面に密着される。この
流体流通路４への第２弁体７ｂの密着により、第２流通
路８ｂと第３流通路８Ｃとの間の流体流通路４が閉鎖さ
れて、第２流通路８ｂから第３流通路８Ｃに圧縮空気等
の流体が流出されることが阻止される。しかし、図示し
ない流体供給源から供給された圧縮空気等の流体が、第
１流通路８ａから該第１流通路８ａと第２流通路８ｂと
の間の流体流通路４を経て、第２流通路８ｂから外部に
出力され、図示しないシリンダ等の所定の機器に供給さ
れる。

次いで、第２与圧ポート１０ｂからの弁体開閉用流体の
導入を停止して、第２弁体７ｂへの流体圧を解除させる
と、第２弁体７ｂはそれ自体の伸縮力により縮小して元
の状態に復帰する。この第２弁体７ｂの縮小した復帰に
より、先の第２流通路８ｂと第３流通路８Ｃとの間の流
体流通路４の閉鎖状態は解除される。

その一方で、第１与圧ポー）ｉＱａから圧縮空気等の弁
体開閉用流体を導入させると、その流体は第１流路９ａ
を通じて、第１開口部５ａに供給される。そして、その
流体圧により第１図に示す縮小状態の第１弁体７ａが、
その半径方向に拡張され流体流通路４の外周面に密着さ
れる。この流体流通路４への第１弁体７ａの密着により
、第１流通路８ａと第２流通！８８ｂとの間の流体流通
路４が閉鎖されて、第１流通路８ａと第２流通路８ｂに
圧縮空気等の流体が流出されることが阻止される。しか
し、前記した図示しないシリンダ等の所定の機器から排
出された圧縮空気等の流体が、第２流通路８ｂから導入
され、閉鎖状態が解除された第２流通路８ｂと第３流通
路８Ｃとの間の流体流通路４を通じて、第３流通路８Ｃ
から外部に排出される。

このように、本実施例における切換弁は、第１与圧ポー
ト１０ａと第２与圧ポート１０ｂとに交互に弁体開閉用
流体を導入させて、第１弁体７ａと第２弁体７ｂとを交
互に伸縮させて流体流通路４の所定の部位を開閉させる
ものである。

〔実施例２〕第２図は本発明の他の実施例である切換弁を示す断面図
である。

本実施例２の切換弁は、４方向切換弁である。

この切換弁は、実施例１の切換弁と比べると、第１に、
４方向の流体の切換を行うものであること、第２に、弁
体の装着手段が異なること以外は、実施例１のそれと基
本的に異ならない。したがって、実施例１の切換弁と同
一または対応する部分については、第２図中で、第１図
で使用した符号と同一の符号を使用することによりその
説明を省略する。

弁本体１内の流体流通路４の内周面側には、その軸方向
において所定の間隔をもって、第１〜第４開口１１５ａ
、５ｂ、５ｃ、５ｄがそれぞれ該流体流通路４に対向し
て周設されている。

これら第１〜第４開ロ部５ａ、５ｂ、５Ｃ１５ｄのそれ
ぞれの開口部両端縁には、嵌合段部がそれぞれ形成され
ている。そして、それらのそれぞれの嵌合段部に、たと
えばゴムなどで作られた短尺の円筒状の弁体構成部材６
がそれぞれ嵌装され、接着ないし焼き付けによってそれ
ぞれ固着されている。第１〜第４開ロ部５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄのそれぞれは、それらのそれぞれの弁体構成部
材６により閉塞されて、それぞれに膜状の第１〜第４弁
体７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが形成されテイル。

一方、弁本体１の外部部材２の外周壁部には、その外周
面から流体流通路４に至る第１〜第５流通路８ａ、８ｂ
、８ｃ、８ｄ、３ｅが、それぞれその流体流通路４の軸
方向において所定の間隔をもって形成されている。そし
て、これらの第１〜第５流通路８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
、８ｅは、流体流通路４の外周面に開設されている内端
側の口が、それぞれ第１〜第４弁体７ａ、７ｂ、７ｃ。

７ｄとその流体流通路４の軸方向において位を目をずら
して、またそれらを介するように配置されている。

他方、弁本体１の内部部材３内には、第１および第３開
ロ部５ａ、５ｃ内と連通されている弁体開閉用第１流路
９ａと、第２および第４開ロ部５ｂ、５ｄ内と連通され
ている弁体開閉用第２流路９ｂとが、それぞれ形成され
ている。そして、内部部材３の上端面にそれぞれ開設さ
れている第１与圧ボー）ｌＱａは、その第１流路９ａを
介して第１および第３開ロ部５ａ、５ｃ内と連通され、
第２与圧ポート１０ｂは、第２流路９ｂを介して第２お
よび第４開ロ部５ｂ、５ｄ内と連通されている。

次に、本実施例２０作用について説明する。

第２与圧ボー）ＩＱｂから圧縮空気等の弁体開閉用流体
を導入させると、その流体は第２流路９ｂを通じて第２
および第４開ロ部５ｂ、５ｄ内にそれぞれ供給される。

そして、その流体圧により第２および第４弁体７ｂ、７
ｄが、それぞれ第２図に示すように、その半径方向に拡
張され流体流通路４の外周面に密着される。この流体流
通路４への第２および第４弁体７ｂ、７ｄのそれぞれの
密着により、第１流通路８ａと第２流通路８ｂとの間の
流体流通路４、および第４流通路８ｄと第５流通路８ｅ
との間の流体流通路４が閉鎖されて、第１流通路８ａか
ら第２流通路８ｂへ、および第４流通路８ｄから第５流
通路８ｅへのそれぞれの流体の流出が阻止される。しか
し、コホしない流体供給源から供給された圧縮空気等の
流体が、第１流通路８ａから該第１流通路８ａと第４流
通路８ｄとの間の流体流通路４を経て、第４流通路８ｄ
かみ外部に出力され、図示しないシリンダ等の所定の機
器に供給される。また、そのシリンダ等の所定の機器か
ら排出された圧縮空気等の流体が、第２流通路８ｂから
該第２流通路８ｂと第３流通路８Ｃとの間の流体流通路
４を経て、第３流通路８Ｃから外部に排出される。

次いで、第２与圧ポー）１０ｂからの弁体開閉用流体の
導入を停止して、第２および第４弁体７ｂ、７ｄへの流
体圧を解除させると、それらの弁体７ｂ、７ｄは、それ
自体の伸縮力により縮小して元の状態に復帰する。これ
らの第２および第４弁体７ｂ、７ｄの縮小状態への復帰
により、先の第１流通路８ａと第２流通路８ｂとの間の
流体流通路４の閉鎖状態、および第４流通路８ｄと第５
流通路８ｅとの間の流体流通路４の閉鎖状態は、それぞ
れ解除される。

その一方で、第１与圧ポート１０ａから弁体開閉用流体
を導入させると、その流体は第１流路９ａを通じて、第
１および第３開ロ部５ａ、５ｃ内にそれぞれ供給される
。そして、その流体圧により、第２図に示す縮小状態の
第１および第３弁体７、ａ、７ｃがそれぞれその半径方
向に拡張され流体流通路４の外周面に密着される。この
流体流通路４への第１および第３弁体７ａ、７ｃの密着
により、第２流通路８ｂと第３流通路８ｃとの間の流体
流通路４、および第１流通路８ａと第４流通路８ｄとの
間の流体流通路４が閉鎖されて、第２流通路８ｂから第
３流通路８ｃへ、右よび第１流通路８ａから第４流通路
８ｄへのそれぞれの圧縮空気等の流体の流出が阻止され
る。しかし、前記した図示しない流体供給源から供給さ
れた圧縮空気等の流体が、第１流通路８ａから該第１流
通路８ａと第２流通路８ｂとの間の流体流通路４を経て
、第２流通路８ｂから外部に出力され、前記した図示し
ないシリンダ等の所定の機器に供給される。また、その
シリンダ等の所定の機器から排出された圧縮空気等の流
体が、第４流通路８ｄから該第４流通路８ｄと第５流通
路８ｅとの開の流体流通路４を経て、第５流通路８ｅか
ら外部に排出される。

このように、本実施例２における切換弁は、第１与圧ポ
ートｌＱａと第２与圧ポート１０ｂとに、交互に弁体開
閉用流体を導入させて、第１および第３弁体７ａ、７ｃ
と、第２および第４弁体７ｂ。

７ｄとの二対の弁体を交互に伸縮させて、流体流通路４
の所定の部位を閉鎖させるものである。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
他の様々な変形が可能である。

たとえば、弁体７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを構成する弁体
構成部材６の材料としてはゴム以外に、伸縮可能な材料
であれば、樹脂等を用いてもよい。

また、弁体７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは縮小時と拡張時と
で流体流通路の切換を前記実施例とは逆に行うようにし
てもよい。

さらに、与圧ポートを弁体個々に設けて、所望の切換制
御を行うことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、弁本体内に延在されて形成されている
断面環状の流体流通路と、この流体流通路の内周面に開
設されている所要数の開口部と、この開口部を閉塞して
いるとともに、前記流体流通路の半径方向に伸縮自在な
膜状の弁体と、前記開口部内と連通されている与圧ポー
トとを有する構造とすることにより、以下の効果を得る
ことができる。

（１）、スプール弁のように、スプール軸を往復運動さ
せるための駆動機器が不要であるので、構造の簡易化、
小形化を図ることができる。特に、流体流通路の開通は
、弁体自体の伸縮力に伴う縮小または拡張によりなされ
るので、流体流通路の開通のための複雑な、また大形な
機構を不要とすることができる。

（２）、弁体は、膜状に形成されて開口部を閉塞してい
ることにより、環状溝内等を摺動せずに拡張され、ある
いは縮小されて流体流通路を開閉するので、弁体の摺動
に伴う弁体の摩耗を防止することができる。

（３）、前記（２）の効果により、弁体の１９耗粉の飛
散を防止することができ、この種の排２防止によるクリ
ーン化への向上を図ることができる。

〔４）、前記（２）の効果により、切換弁の信頼性や耐
久性の向上を図ることができる。

（５）、前記したように、弁体は摺動されないので、そ
の摺動抵抗はなく、したがって、弁体の円滑な作動を得
ることができる。また、弁体の作動力の低減化をも図る
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である切換弁を示す断面図、
第２図は本発明の他の実施例である切換弁を示す断面図
である。１・・・・弁本体、２・・・・外部部材、２ａ・・・中空部、３・・・・内部部材、３ａ・・・軸部、４・・・・流体流通路、５ａ・・・第１開口部、５ｂ・・・第２開口部、５Ｃ・・・第３開口部、５ｄ・・・第４開口部、６・・・・弁体構成部材、６ａ・・・締結部材、７ａ・・・第１弁体、７ｂ・・・第２弁体、７Ｃ・・・第３弁体、７ｄ・・・第４弁体、８ａ・・・第１流通路、８ｂ・・・第２流通路、８Ｃ・・・第３流通路、８ｄ・・・第４流通路、８ｅ・・・第５流通路、９ａ・・・弁体開閉用第１流路、９ｂ・・・弁体開閉用第２流路、１０ａ・・・第１与圧ポート、１０ｂ・・・第２与圧ポート、Ｒ・・・・Ｏリング。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、弁本体内に延在されて形成されている断面環状
の流体流通路と、この流体流通路の内周面に開設されて
いる開口部と、この開口部を閉塞しているとともに、前
記流体流通路の半径方向に伸縮自在な膜状の弁体と、前
記開口部内と連通されている与圧ポートとを有する切換
弁。
（２）、弁体は円筒状の弁体構成部材により形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の切換
弁。
（３）、開口部と弁体とが、複数であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の切換弁。
（４）、少なくとも一対の与圧ポートが、一方の開口部
内と他方の開口部内とにそれぞれ連通されていることを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の切換弁。
（５）、開口部を環状溝としたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第３項記載の切換弁。