JPH0220539Y2 - - 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５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の内壁に入力ポート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の径方向の長さを軸
線方向の厚さよりも大きく形成し、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、特公昭48−4647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、弾性弁体における入力ポー
トと対面する流体圧作用面側に、それをく字状に
屈曲させる凹部を設けて、弁体の先端側を、弁棒
の外周溝内において入力ポート側に屈曲した状態
に形成し、上記テーパ面が軸線となす角θ₁と、上
記弁体の屈曲部分が軸線に直交する面に対して傾
斜する角θ₂と、屈曲部分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、弁体の先端側屈曲部分を弁座側に
傾斜させ、かつ屈曲部分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、弁体の屈曲部分にはそれ
を入力ポート側に傾斜させる力が作用し、この力
によつて前述した弁体先端部分の挟み込みが防止
される。上記力による屈曲部分の入力ポート側へ
の屈曲は、弁体の半径方向の長さを軸方向の厚さ
よりも大として、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、屈曲部分は入力
ポートと対面する流体圧作用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、スプール径方向の長さｂが
スプール軸方向の厚さａより大きなものとして構
成され、厚さａは外周溝２２の幅よりも小さく形
成して、弁体と外周溝との間に流体の出入を許容
する隙間２３が設けられている。

また、上記弁体には、入力ポートに対面する流
体圧力作用面側に、その弁体自体をく字状に屈曲
させる凹部２４を設け、弁体の先端側を、弁棒の
外周溝２２内において入力ポート側に屈曲した状
態に形成し、それによつて形成される先端側の屈
曲部分２５の先端に、弁座に当接してシールする
シール面２６が形成されている。

上記屈曲部分２５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２６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≦θ₂≦45゜ θ₃≧0゜ とすることによつて、シール面２６がテーパ面１
９に当接したときに、屈曲部分２５が入力ポート
１３側に屈曲するように形成している。また、屈
曲部分２５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、屈曲部分２５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図の上半に示すように、弁体２
０ａ，２１ｂのシール面２６が弁座１７ａ，１８
ｂ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、弁体の径方向の長さ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、弁体の屈
曲部分２５が流体圧作用面側に屈曲される。この
場合、弁体の流体圧作用面と外周溝２２との間に
隙間２３が形成されているので、弁体の屈曲は容
易である。

したがつて、弁体の一部が弁座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、弁体２
０ａ，２１ｂの屈曲部分２５は、そのシール面２
６が弁座１７ａ，１８ｂに当接してシールする。
この場合に、弁体２０ａ，２１ｂの屈曲部分２５
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２６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
は、内方部分３６に形成された第２凹部３７と膝
部３８とによつて、逆方向にさらに屈曲され、ジ
グザク状に形成されている。この実施例における
弁体３５は、第２凹部３７と膝部３８とによつて
弁体の屈曲がさらに容易である。

第２及び第３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、弁棒の摺動時に弁体が流体圧作用面
側に屈曲することによつて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
加及び弁体の損耗を防止することができる。

また、流路の開閉後は、流体圧作用面に作用す
る流体圧によつて弁体がもとの状態に復帰する力
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の状態を、下半は弁棒の摺動
が終了した状態を示し、第２図は同上要部の拡大
断面図、第３図及び第４図は本考案の他の実施例
の要部拡大断面図、第５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……弾性弁体、２２……外周溝、２６，３１…
…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、その
   径方向の長さを軸線方向の厚さよりも大きく形成
   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入力ポートと対面する流
   体圧作用面側に、それをく字状に屈曲させる凹部
   を設けて、弁体の先端側を、弁棒の外周溝内にお
   いて入力ポート側に屈曲した状態に形成し、 上記テーパ面が軸線となす角θ₁と、上記弁体の
   屈曲部分が軸線に直交する面に対して傾斜する角
   θ₂と、屈曲部分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。