JPH0310440Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、複動シリンダの駆動に適したポペツ
トシール式自己保持形方向制御弁に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

一般に、複動シリンダの駆動を１台の方向制御
弁で行う場合には、４ポート弁または５ポート弁
が使用されている。

かかる方向制御弁は、スプールシール方式のも
のとポペツトシール方式のものとに大別される
が、スプールシール方式のものに比べてポペツト
シール方式のものは、 ａ 切換えに必要なストロークが小さい。

ｂ 押荷重によりシール面を弁座に圧接させてシ
ールを行うため、シールが確実である。

ｃ 摺動部分がないため、流体中のごみのかみ込
みや摺動抵抗等による動作不良が生じない。

等の利点があり、勝れた動作安定性を得ることが
できる。

しかしながら、このポペツトシール方式のもの
においては、弁体に電気信号（電磁弁の場合）や
流体圧信号（流体圧作動弁の場合）により発生す
る押荷重を作用させてシールを行うようにしてい
るため、停電や故障などで上記押荷重が解除され
ると、シール状態も解除され、これに接続したシ
リンダが不必要に動いてしまうという問題があ
る。

そこで、このような問題を解決する方向制御弁
として、従来、第３図に示すような自己保持形の
ものが提案されている。これは、主弁体５０の両
端の受圧室５１，５２をそれぞれ電磁操作部５
３，５４を介して入力ポート５５に接続し、これ
らの電磁操作部５３，５４で受圧室５１，５２に
パイロツト流体を交互に給排することによつて主
弁体５０を駆動するようにしたもので、励磁中の
電磁操作部が停電等によつて図示の状態に復帰し
ても、両受圧室５１，５２における作用力がバラ
ンスして主弁体５０がその位置に自己保持するよ
うに構成されているが、主弁体５０にスプールシ
ール方式とポペツトシール方式とを併用している
ため、スプール部分によつて切換ストロークが長
くなつたり、ごみのかみ込みや摺動抵抗などによ
つて動作不良を生じ易い等の欠点があり、動作安
定性の点で満足できるものではなかつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案の課題は、４方向または５方向の自己保
持形方向制御弁を、ポペツトシール方式のみを採
用した構成によつて実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本考案においては、
入力ポート、２つの出力ポート、１つまたは２つ
の排出ポートを備えた主弁部の弁本体内に、それ
ぞれ一方の出力ポートと入力ポート及び排出ポー
トとの間の流路を切換える２つのポペツト弁体を
配設し、各ポペツト弁体の軸方向一端部に設けた
駆動側受圧室を自己保持機構部を介して入力ポー
トに接続すると共に、各ポペツト弁体の軸方向他
端部を復帰力作用源に接続し、上記自己保持機構
部には、入力ポートに通じるパイロツト入力口と
駆動側受圧室に通じるパイロツト出力口との間の
パイロツト入力弁座、パイロツト出力口とパイロ
ツト排出口との間のパイロツト排出弁座、及びこ
れらの弁座を開閉する弁部材を備えたパイロツト
ポペツト弁体を設け、該パイロツトポペツト弁体
の軸方向両端部に設けたパイロツトピストンの外
面側にそれぞれパイロツト受圧室を形成し、該パ
イロツトピストンの直径とパイロツト入力弁座及
びパイロツト排出弁座の口径との間に大小関係を
もたせることにより、上記弁部材とパイロツトピ
ストンとの受圧面積差に基づいてパイロツトポペ
ツト弁体をいずれの切換位置にも自己保持可能に
構成するという技術的手段を講じている。

〔作用〕 主弁部をポペツトシール形の２つのポペツト弁
体により構成すると共に、該主弁部にポペツト弁
体駆動用のパイロツト流体を供給する自己保持機
構部を、ポペツトシール形のパイロツトポペツト
弁体を用いて受圧面積差によりそれが任意の切換
位置に自己保持するように構成しているため、ポ
ペツトシール方式のみを採用した構成によつて所
望の方向制御弁を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら詳
述する。

第１図は、方向制御弁を４ポート弁として構成
した場合を示しており、この方向制御弁は、主弁
部１と自己保持機構部２とからなつている。

上記主弁部１における弁本体３は、メインボデ
イ４とその両側面に取付けたエンドプレート５及
びアダプタプレート６とからなつており、メイン
ボデイ４には、圧力流体の入力ポート８、２つの
出力ポート９ａ，９ｂ、及び排出ポート１０を設
け、メインボデイ４の内部には、それぞれ入力弁
座１２及び排出弁座１３を対向状に備えた２つの
弁孔１１ａ，１１ｂを並列に設け、各弁孔１１
ａ，１１ｂ内に、上記２つの弁座１２，１３を開
閉する弁部材１５を中央に備え、且つ軸方向の両
端部に同径のピストン状押圧部材１６，１７を備
えたポペツト弁体１４ａ，１４ｂを、その軸方向
に移動自在に嵌装し、上記入力ポート８を、入力
弁座１２と一方の押圧部材１６との間において各
弁孔１１ａ，１１ｂ内に連通させ、２つの出力ポ
ート９ａ，９ｂは、２つの弁座１２，１３間にお
いて各弁孔１１ａ，１１ｂ内に連通させ、さらに
排出ポート１０は、排出弁座１３と他方の押圧部
材１７との間に連通させている。

また、上記アダプタプレート６には、上記弁孔
１１ａ，１１ｂより大径のピストン室２０ａ，２
０ｂを形成し、これらのピストン室２０ａ，２０
ｂ内に上記押圧部材１６，１７より大径の駆動ピ
ストン２１ａ，２１ｂを摺動自在に嵌装し、該駆
動ピストン２１ａ，２１ｂと自己保持機構部２の
ボデイ２３との間に駆動側受圧室２２ａ，２２ｂ
を区画形成しており、上記駆動ピストン２１ａ，
２１ｂのピストンロツド２４を、ポペツト弁体１
４ａ，１４ｂの一端の押圧部材１６，１７にそれ
ぞれ当接させている。

一方、ポペツト弁体１４ａ，１４ｂの他端に
は、押圧部材１７，１６とエンドプレート５との
間に復帰側受圧室２５ａ，２５ｂを区画形成し、
該受圧室２５ａ，２５ｂ内に復帰ばね２６を縮設
すると共に、各受圧室２５ａ，２５ｂをパイロツ
ト通孔２７により入力ポート８に接続している。

上記自己保持機構部２は、弁本体３に対して着
脱自在のボデイ２３内に、パイロツト入力弁座３
１とパイロツト排出弁座３２とを対向位置に備え
た弁孔３０を設け、該弁孔３０内に、上記２つの
弁座３１，３２を開閉する弁部材３４を中央に備
え、且つ軸方向の両端に同径のパイロツトピスト
ン３５，３６を備えたパイロツトポペツト弁体３
３を嵌装したもので、弁孔３０におけるパイロツ
ト入力弁座３１と一方のパイロツトピストン３５
との間に開口するパイロツト入力口３７を、主弁
部１の入力ポート８に連通させると共に、２つの
弁座３１，３２間に開口する２つのパイロツト出
力口３８ａ，３８ｂをそれぞれ上記駆動側受圧室
２２ａ，２２ｂに連通させ、さらに、パイロツト
排出弁座３２と他方のパイロツトピストン３６と
の間に開口するパイロツト排出口３９を逆止弁４
０を介して排出ポート１０に連通させ、両パイロ
ツトピストン３５，３６の外面側に区画形成され
たパイロツト受圧室４１，４２を、電磁切換弁等
のパイロツト切換手段４３，４４を介してパイロ
ツト流体源と大気とに切換可能に構成し、上記パ
イロツトピストン３５，３６の直径D₁とパイロ
ツト入力弁座３１及びパイロツト排出弁座３２の
口径D₂及びD₃とを、D₃＞D₁＞D₂なる関係に設定
している。

なお、図中４５は、駆動ピストン２１ａ，２１
ｂの背室４６を排出ポート１０に連通する通路に
設けられた逆止弁である。

上記パイロツト切換手段４３，４４として図示
のような電磁切換弁を使用する場合には、これら
の電磁切換弁を自己保持機構部２のボデイ２３に
直接取付けることにより、上記方向制御弁をダブ
ルソレノイド形の電磁弁として構成することがで
き、また、上記電磁切換弁を主弁部１の弁本体３
にも取付けられるようにしておけば、自己保持機
構部２を着脱するだけで、自己保持機能を有する
ダブルソレノイド形の方向制御弁と、自己保持機
能を有しないシングルソレノイド形の方向制御弁
との間で部品の共通化を図ることができる。

次に、上記構成を有する方向制御弁の作用につ
いて説明する。

第１図の切換状態では、主弁部１における一方
のポペツト弁体１４ａが入力弁座１２を閉鎖し、
他方のポペツト弁体１４ｂが排出弁座１３を閉鎖
しているので、入力ポート８と一方の出力ポート
９ｂとが連通し、他方の出力ポート９ａと排出ポ
ート１０とが連通している。

ここで、パイロツト切換手段４３が切換わつて
パイロツト流体がパイロツト受圧室４１に供給さ
れると、パイロツトポペツト弁体３３が第２図の
位置に切換わり、パイロツト入力弁座３１を開放
してパイロツト排出弁座３２を閉鎖するので、パ
イロツト入力口３７からのパイロツト流体は２つ
のパイロツト出力口３８ａ，３８ｂからそれぞれ
駆動側受圧室２２ａ，２２ｂに流入し、駆動ピス
トン２１ａ，２１ｂを介して２つのポペツト弁体
１４ａ，１４ｂを切換える。従つて、一方のポペ
ツト弁体１４ａは入力弁座１２を開放して排出弁
座１３を閉鎖し、他方のポペツト弁体１４ｂは、
それとは逆に入力弁座１２を閉鎖して排出弁座１
３を開放することになり、その結果、入力ポート
８と出力ポート９ａとが連通し、出力ポート９ｂ
と排出ポート１０とが連通する。

この状態で、停電やパイロツト切換手段の故障
などの原因によつてパイロツト受圧室４１へのパ
イロツト流体圧の供給が解除され、この受圧室４
１が大気に開放された場合には、両受圧室４１，
４２におけるパイロツトポペツト弁体３３への流
体圧作用力は共に０となり、この弁体３３には、
パイロツト入力口３７から弁孔３０内に流入して
いるパイロツト流体により、弁部材３４とパイロ
ツトピストン３５とに互いに逆向きの作用力F₁
とF₃とが作用することになる。ここで、パイロ
ツトピストン３５の直径D₁とパイロツト排出弁
座３２の口径D₃とがD₃＞D₁なる関係にあるから、
それらの受圧面積差に基づいて上記作用力F₁，
F₃もF₃＞F₁となり、パイロツトポペツト弁体３
３は現状を維持する。従つて、主弁部１における
２つのポペツト弁体１４ａ，１４ｂも現状を維持
することになる。

上述の切換状態から主弁部１におけるポペツト
弁体１４ａ，１４ｂを切換えるには、パイロツト
切換手段４４を動作させてパイロツト流体をパイ
ロツト受圧室４２に供給し、パイロツトポペツト
弁体３３を第１図の位置に切換えればよく、これ
によつて駆動側受圧室２２ａ，２２ｂが排出ポー
ト１０に連通するので、ポペツト弁体１４ａ，１
４ｂは、復帰側受圧室２５ａ，２５ｂのパイロツ
ト流体と復帰ばね２６との作用力によつて第１図
の位置に切換わる。

この状態で停電等によりパイロツト受圧室４２
が大気に開放されても、前述した場合と同様に、
弁部材３４とパイロツトピストン３５との受圧面
積差に基づく流体圧作用力の違いによつてパイロ
ツトポペツト弁体３３は現状を維持する。即ち、
パイロツトピストン３５の直径D₁とパイロツト
入力弁座３１の口径D₂とがD₁＞D₂なる関係にあ
るため、パイロツトピストンへの作用力F₁と弁
部材３４への作用力F₂もF₁＞F₂となり、この作
用力差によつてパイロツトポペツト弁体３３、延
いては主弁部１における２つのポペツト弁体１４
ａ，１４ｂがその切換位置を維持することにな
る。

なお、上記ポペツト弁体１４ａ，１４ｂの復帰
手段として、上記実施例では、パイロツト流体圧
と復帰バネ２６とを併用しているが、そのいずれ
か一方のみを使用することもできる。

また、上記実施例では、方向制御弁を４ポート
弁として構成した場合を示しているが、これを５
ポート弁として構成し得ることはもちろんであ
る。

〔考案の効果〕

このように、本考案によれば、ポペツトシール
方式のみによるパイロツト式の自己保持形方向制
御弁を得ることができ、これによつて、スプール
シール方式とポペツトシール方式とを併用した従
来の方向制御弁の欠点を解消し、動作安定性の勝
れた方向制御弁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を原理的に示す断面
図、第２図は異なる切換状態を示す要部断面図、
第３図は従来例の断面図である。 １……主弁部、２……自己保持機構部、３……
弁本体、８……入力ポート、９ａ，９ｂ……出力
ポート、１０……排出ポート、１４ａ，１４ｂ…
…ポペツト弁体、２２ａ，２２ｂ……駆動側受圧
室、３１……パイロツト入力弁座、３２……パイ
ロツト排出弁座、３３……パイロツトポペツト弁
体、３４……弁部材、３５，３６……パイロツト
ピストン、３７……パイロツト入力口、３８ａ，
３８ｂ……パイロツト出力口、３９……パイロツ
ト排出口、４１，４２……パイロツト受圧室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力ポート、２つの出力ポート、１つまたは２
   つの排出ポートを備えた主弁部の弁本体内に、そ
   れぞれ一方の出力ポートと入力ポート及び排出ポ
   ートとの間の流路を切換える２つのポペツト弁体
   を配設し、各ポペツト弁体の軸方向一端部に設け
   た駆動側受圧室を自己保持機構部を介して入力ポ
   ートに接続すると共に、各ポペツト弁体の軸方向
   他端部を復帰力作用源に接続し、上記自己保持機
   構部には、入力ポートに通じるパイロツト入力口
   と駆動側受圧室に通じるパイロツト出力口との間
   のパイロツト入力弁座、パイロツト出力口とパイ
   ロツト排出口との間のパイロツト排出弁座、及び
   これらの弁座を開閉する弁部材を備えたパイロツ
   トポペツト弁体を設け、該パイロツトポペツト弁
   体の軸方向両端部に設けたパイロツトピストンの
   外面側にそれぞれパイロツト受圧室を形成し、該
   パイロツトピストンの直径とパイロツト入力弁座
   及びパイロツト排出弁座の口径との間に大小関係
   をもたせることにより、上記弁部材とパイロツト
   ピストンとの受圧面積差に基づいてパイロツトポ
   ペツト弁体をいずれの切換位置にも自己保持可能
   としたことを特徴とするポペツトシール式自己保
   持形方向制御弁。