JPH0220538Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、流体圧利用の産業機械に使用するス
プール弁に関するものである。

［従来の技術］ 従来、第６図に示すように、弁筐１とその内部
に軸方向に摺動自在に内挿した弁棒２を備え、弁
筐１に内壁に入力ポート７と出力ポート８との間
に位置する弁座４を設け、上記弁棒２の外周溝５
に嵌着した環状の弾性弁体６を、上記外周溝５に
嵌着する取付部６ａと、該取付部から径方向に延
設された屈曲部６ｂとを一体化し、その屈曲部６
ｂの径方向の長さを軸線方向の厚さよりも大きく
することにより形成し、この弁体６を弁筐１内に
おいて上記弁座４に出力ポート８側からの摺動に
より当接させて、両ポート間を開閉するようにし
たスプール弁は、公知である（例えば、実開昭56
−160362号公報参照）。

上記弁体６は、径方向に細長い断面を有してい
るので、弁棒２の摺動によつて容易に屈曲して弁
座４をシールするが、弁体６が流体圧の低い出力
ポート８側から流体圧の高い入力ポート７側に摺
動して弁座４に乗り上げる場合の流体圧等による
傾倒を防止するために、その背後に弁棒２と一体
の支持壁３を設けているので、弁棒２の摺動時に
弁座４との当接で生ずる摺動抵抗や弁体６に作用
する流体圧によつて、弁体６の屈曲部６ｂの先端
が弁座４と支持壁３との間に挟み込まれることが
ある。

この弁体６の挟み込みは、弁棒２の摺動抵抗を
増加させ、そのため大きな操作力が必要になるば
かりでなく、挟み込みが著しい場合には、弁棒２
が摺動不能となつたり、弁体６を損耗したりする
欠点がある。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、弁体の屈曲に方向性を持たせること
によつて、弁座と弁棒とによる弁体の挟み込みを
防止することを、解決すべき問題点とするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、上述した公知のスプール弁におい
て、弁筐内壁における弁座の出力ポート側の端部
にテーパ面を形成し、弾性弁体における屈曲部を
弁座側に傾斜させ、上記テーパ面が軸線となす角
θ₁と、上記屈曲部が軸線に直交する面に対して傾
斜する角θ₂と、屈曲部先端のシール面と上記テー
パ面とのなす角θ₃を、 θ＜θ₁≦θ₂≦45゜，θ₃≧0゜ とし、それによつて上記問題点を解決したもので
ある。

［作用］ 弁棒を出力ポート側から弁座に向けて摺動させ
ると、弁体の屈曲部先端のシール面が弁座のテー
パ面に当接して押圧される。

この場合に、屈曲部を弁座側に傾斜させ、かつ
屈曲部のシール面とテーパ面との角θ₃を、テーパ
面の角θ₁に等しいか又はそれより大きくしている
ため、弁体の屈曲部にはそれを入力ポート側に傾
斜させる力が作用し、この力によつて前述した屈
曲部の挟み込みが防止される。上記力による屈曲
部の入力ポート側への屈曲は、屈曲部の半径方向
の長さを軸方向の厚さよりも大として、屈曲部が
屈曲し易いようにしていることと相俟つて、容易
である。

弁棒が引続き摺動すると、弁体のシール面が弁
座に圧接するが、弁体が上記屈曲によつて入力ポ
ート側に傾倒する傾向にあるので、弁座と弁棒に
おける支持壁間に挟み込まれることがない。

シール面が弁座に圧接すると、屈曲部はその入
力ポート側の面に作用する流体圧によつて起立す
る方向の力を受けるので、弁座を確実にシールす
る。したがつて、流体圧が増加すると弁体のシー
ル力も向上する。

［実施例］ 第１図及び第２図は本考案の第１実施例を示
し、スプール弁の弁筐１１の内部には弁棒１２が
軸方向に摺動自在に内挿され、この弁棒１２は、
端部に作用する電磁操作力、機械操作力或いは流
体圧操作力により駆動するように構成されてい
る。

上記弁筐１１は、弁筐中央の入力ポート１３、
その両側の出力ポート１４ａ，１４ｂ、さらにそ
の両側の排出ポート１５ａ，１５ｂ及びこれらの
ポートに通じる内周溝１６，…を備え、これらの
内周溝間の弁筐内壁に弁座１７ａ，１７ｂ，１８
ａ，１８ｂを形成し、各弁座における後記弁体の
当接側端部には、弁筐内壁の円筒面に対して角θ₁
だけ傾斜したテーパ面１９が設けられている。

上記弁棒１２には、弁座１７ａ，１８ａに当接
する環状の弾性弁体２０ａ，２１ａ、及び弁座１
７ｂ，１８ｂに当接する環状の弾性弁体２０ｂ，
２１ｂを、その外周溝２２，…に嵌着することに
より周設している。

図面においては、上記弁体２０ａ，２０ｂ，２
１ａ，２１ｂをすべて同一形状のものとして示し
ているが、ここで問題となるのは、入力ポート１
３と出力ポート１４ａ，１４ｂとの間の弁座１７
ａ，１７ｂに出力ポート側から接離する弁体２０
ａ，２０ｂ、即ち流体圧の低い出力ポート側から
流体圧の高い入力ポート側に摺動して弁座に乗り
上げる弁体であり、したがつて他の弁体について
は、以下に説明する構造に限ることなく、適宜構
造を採用することができる。

上記弁体、特に弁体２０ａ，２０ｂは、弁筐内
壁の弁座に当接して弁筐内壁に開口したポート間
の流路を開閉するもので、弾性物質で形成され、
第２図に示すように、外周溝２２に嵌着される取
付部２３と、該取付部２３の一端から径方向に延
設された屈曲部２４とを一体化することにより構
成され、屈曲部２４の先端に弁座に当接してシー
ルするシール面２５が形成されている。

上記屈曲部２４は、弁棒２の軸線と直交する面
に対して角θ₂だけ入力ポート１３側に傾斜させ
て、この角θ₂を上記角θ₁に等しいか又はそれより
大にするとともに、シール面２５とテーパ面１９
との角θ₃を上記角θ₁に等しいか又はこれより大き
くし、即ち、 θ＜θ₁≦θ≦45゜ θ₃≧0゜ とすることによつて、シール面２５がテーパ面１
９に当接したときに、屈曲部２４が取付部側、即
ち入力ポート１３側に屈曲するように形成してい
る。また、屈曲部２４の径方向の長さｂを軸線方
向の厚さａよりも大きくすることによつて、上記
屈曲を助長させている。

なお、第２図においては、屈曲部２４の背面が
外周溝２２を形成する支持壁の内側面に対して角
αだけ傾斜しているが、この角は0゜であつてもよ
い。

次に、上記第１実施例の動作を説明する。

第１図の上半は弁棒２の摺動中の状態を示し、
下半は摺動が終了した状態を示している。

この弁棒１２の摺動前は、弁棒が弁筐内の左端
に位置し、弁体２０ｂ，２１ａが弁座１７ｂ，１
８ａを閉鎖し、弁体２０ａ，２１ｂが弁座１７
ａ，１８ｂを開放した状態である。この状態で弁
棒１２が適宜の操作力によつて図において右方に
摺動すると、第１図の上半及び第２図に示すよう
に、弁体２０ａ，２１ｂのシール面２５が弁座１
７ａ，１８ｂのテーパ面１９に押圧される。

この場合、角θ₃は角θ₁に等しいか、それより大
きく、また角θ₂は角θ₁に等しいか、それより大き
くしているために、弁体はテーパ面１９との接触
面において取付部側に傾斜する力を受けることに
なり、屈曲部の径方向の長さｂを軸線方向の厚さ
ａよりも大きくしていることと相俟つて、弁体２
０ａの屈曲部２４が取付部側に屈曲される。した
がつて、弁体２０ａが弁座１７ａと弁棒との間に
挟み込まれることがない。

弁棒１２がさらに右方向に摺動すると、第１図
下半に示すように、弁体２０ａ，２１ｂの屈曲部
２４は、そのシール面２５が弁座１７ａ，１８ｂ
に当接してシールする。この場合に弁体２０ａ，
２１ｂの屈曲部２４は流体圧力によつて起立する
方向の力を受けるので、シール面２５による弁座
のシールは確実であり、かつそのシール力は流体
圧の上昇によつて強力となる。

この状態で弁棒１２が図において左方に摺動す
ると、流路が切換わつてもとの状態に復帰する
が、この場合の弁体２０ｂ，２１ａの作用は上述
の場合と同じなので、詳細な説明は省略する。

なお、本考案のスプール弁は、流体の流路を開
閉するものであればよく、上述の５ポート弁に限
定されるものでないことは勿論である。

第３図は本考案の第２実施例を示し、弁体３０
の屈曲部３１のシール面３２は平面をなし、角θ₃
を0゜より大きくしている。

第４図は本考案の第３実施例を示し、弁体３５
の屈曲部３６のシール面３７を中央部よりの取付
部２３側に設け、角θ₃を0゜より大きくしたもので
ある。

第５図は本考案の第４実施例を示し、弁体４０
の屈曲部４１のシール面４２は第１実施例と同様
であるが、外周溝４３における屈曲部の背面側の
面を該屈曲部と同様に傾斜させて、屈曲部４１の
外面をこれに沿う形状にし、屈曲部４１の内面の
取付部との接続部に凹部４４を形成している。

第４実施例の屈曲部４１は、上述の構成によつ
て取付部側への屈曲が一層容易である。

第２〜４実施例の他の構成及び作用は第１実施
例と同じなので、図中、同一または相当部分に同
一の符号を付して詳細な説明は省略する。

［考案の効果］ 本考案は、弁棒の摺動時に弾性弁体の屈曲部が
入力ポート側に屈曲することによつて、弁体が弁
座と弁棒との間に挟み込まれることがないので、
弁棒の摺動抵抗の増加や弁体の破損を防止するこ
とができる。

また、流路の開閉後は、屈曲部に作用する流体
圧によつて屈曲部が起立する方向の力を受けるの
で、シールが確実である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の縦断正面図で上
半は弁棒の摺動中を、下半は弁棒の摺動が終了し
た状態を示し、第２図は第１図の要部拡大断面
図、第３図ないし第５図は、いずれも本考案の他
の実施例の要部拡大断面図、第６図は従来例の要
部拡大断面図である。 １１……弁筐、１２……弁棒、１７ａ，１７
ｂ，１８ａ，１８ｂ……弁座、１９……テーパ
面、２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ，３０，３
５，４０……弁体、２２……外周溝、２３……取
付部、２４，３１，３７，４１……屈曲部、２
５，３２，３７，４２……シール面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 弁筐と、その内部に軸方向に摺動自在に内挿し
   た弁棒とよりなり、上記弁筐の内壁に入力ポート
   と出力ポートとの間に位置する弁座を設け、上記
   弁棒の外周溝に嵌着した環状の弾性弁体を、上記
   外周溝に嵌着する取付部と、該取付部から径方向
   に延設された屈曲部とを一体化し、その屈曲部の
   径方向の長さを軸線方向の厚さよりも大きくする
   ことにより形成し、この弁体を弁筐内において上
   記弁座に出力ポート側からの摺動により当接させ
   て、両ポート間を開閉するようにしたスプール弁
   において、 上記弁筐内壁における弁座の出力ポート側の端
   部にテーパ面を形成し、 上記弾性弁体における屈曲部を弁座側に傾斜さ
   せ、 上記テーパ面が軸線となす角θ₁と、上記屈曲部
   が軸線に直交する面に対して傾斜する角θ₂と、屈
   曲部先端のシール面と上記テーパ面とのなす角θ₃
   を、 θ＜θ₁≦θ₂≦45゜，θ₃≧0゜とした、 ことを特徴とするスプール弁。