JPH0368268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はクローズドセンタ形５ポート弁、詳し
くはポペツト弁を有する３位置５ポート弁に関す
るものである。

従来技術及び問題点 クローズドセンタ形５ポート弁としては第３図
に示すように個別に移動可能な４個のポペツト弁
を有する５ポート弁、いわば２ポート弁を４個組
合わせた形の５ポート弁が公知である。第３図に
おいて５１は弁本体、５２は第１ポペツト弁、５
３は第２ポペツト弁、５４は第３ポペツト弁、５
５は第４ポペツト弁、Ｐは供給ポート、Ａは第１
出力ポート、Ｂは第２出力ポート、R₁は第１排
出ポート、R₂は第２排出ポート、PP₁は第１パイ
ロツト供給ポート、PP₂は第２パイロツト供給ポ
ート、PL₁は第１パイロツトポート、PL₂は第２
パイロツトポートである。

従来の５ポート弁では２個のポペツト弁５３，
５４が中央の隣り合う弁室５６，５７に配置さ
れ、他の２個のポペツト弁５２，５５が外側の弁
室５８，５９に配置されている。弁室５６，５
７，５８，５９はポペツト弁を移動可能に収容す
る為大きな空間を必要とし、弁室５８と５６の間
及び弁室５７と５９の間で出力ポートＡ又はＢが
開口する流路室６０，６１は狭い空間でよい。従
つて５つのポートR₁，Ａ，Ｐ，Ｂ，R₂の隣り合
うポート間の中心間隔は夫々違つた長さとなる。

ポペツト弁とは異なり、５ポートスプール弁
は、第４図に示す如く、各ポートが開口する室の
大きさはあまり差異がなく、５ポートの各ポート
間の中心間隔を同一長さにすることができる。従
つて５ポートスプール弁を取付けるサブベースは
同一間隔で各ポートに接続できる流路口が形成さ
れている。

スプール弁はポート間隔を同一にすることがで
きるのに対してポペツト弁ではポート間隔が一定
ではない。そこでスプール弁のサブベースとは別
個にポペツト弁用のサブベースが必要となる。

弁の構造上の特性として耐ドレン、耐塵性、耐
久性に優れたポペツト弁と、操作を軽く行えるス
プール弁とは使用条件や流体の種類が変わること
により取換えて使用したい場合があるが、このよ
うなとき従来はサブベースを含めて全て取換える
必要がある。従つて交換のための部品の費用がか
かり又取換に手間と時間を要するという問題があ
つた。

本発明はこの問題点を解決し、スプール弁に対
して互換性のあるポペツト弁を提供することを課
題としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題点を、供給ポートが開口す
る流体室を中心に左右に夫々第１出力ポートが開
口する第１弁室と第２出力ポートが開口する第２
弁室とを形成し、その外側に夫々第１排出ポート
が開口する第３弁室と第２排出ポートが開口する
第４弁室とを形成した弁本体と、夫々の弁室に中
央の流体室の向かつて押圧することにより弁座を
密閉するように夫々１個宛移動可能に同軸線上に
配置したポペツト弁とを有し、内側の２つのポペ
ツト弁は夫々外側のポペツト弁を貫通するステム
により連結された外側ピストンを有し、外側の２
つのポペツト弁は夫々貫通するステムに連結され
たピストンに摺動自在に支持される内側ピストン
を有し、前記２つの外側ピストンは夫々弁本体に
設けたシリンダ室に摺動可能に支持され、前記流
体室に２つのパイロツト弁の供給ポートが接続さ
れ、該パイロツト弁の出力ポートは一方の前記シ
リンダ室では前記外側ピストンより外側において
接続され、他方の前記シリンダ室では前記外側ピ
ストンより内側において接続され、その際１つの
前記シリンダ室については一方の前記パイロツト
弁の前記出力ポートは前記外側ピストンより外側
に他方の前記パイロツト弁の前記出力ポートは前
記外側ピストンより内側に接続され、前記シリン
ダ室は前記外側ピストンより内側部分が前記外側
ピストンに設けた通路を通して前記外側ピストン
と前記内側ピストンとの間の空間に連通している
ことを特徴とする５ポート弁により解決した。

作 用 本発明により、弁本体では、流体室を中心とし
て第１弁室と第２弁室が、更に第３弁室と第４弁
室が左右に配置されることにより弁本体は左右対
称に形成されることができる。従つて各ポート間
の間隔を等間隔に選定することが容易になる。複
数のポペツト弁は同軸線上に配置され流体室に向
かつて押圧されて夫々の弁座を閉じるように形成
され、その上流体室に供給ポートが接続され流体
室より流体を供給される２つのパイロツト弁が設
けられ、そのパイロツト弁の出力ポートは一方の
シリンダ室では外側ピストンより外側において接
続され、他方のシリンダ室では外側ピストンより
内側において接続され、その際１つのシリンダ室
については一方のパイロツト弁の出力ポートは外
側ピストンより外側に他方のパイロツト弁の出力
ポートは外側ピストンより内側に接続され、さら
にシリンダ室の外側ピストンより内側の部分が外
側ピストンに設けた通路を通して外側ピストンと
内側ピストンとの間の空間に連通していることに
より、パイロツト弁による流体圧は外側ピストン
及び内側ピストンに対して左右外側により作用さ
せることができ、パイロツト弁による作用もほぼ
左右対称的な構成により行うことができる。この
構成により、弁本体の構造をポペツト弁において
もスプール弁とほぼ同様なポート配置に構成する
ことができ、スプール弁との互換性が得られた。

実施例 本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説明
する。

第１図において、弁本体１は供給ポートＰ、第
１出力ポートＡ、第２出力ポートＢ、第１排気ポ
ートR₁、第２排気ポートR₂を有する。

給気ポートＰが開口する流体室２を中心に図の
左右に夫々第１出力ポートＡが開口する第１弁室
３と第２出力ポートＢが開口する第２弁室４が形
成される。第１弁室３の外方、図の左右に隣接し
て第１排出ポートR₁が開口する第３弁室５が形
成され、第２弁室４の外方、図の右方に隣接して
第２排出ポートR₂が開口する第４弁室６が形成
される。

第１弁室３には第１ポペツト弁７が、第２弁室
４には第２ポペツト弁８が、第３弁室５には第３
ポペツト弁９が、第４弁室６には第４ポペツト弁
１０が配置されている。各ポペツト弁７〜１０は
夫々移動可能に同一軸線上に配置されている。

内側のポペツト弁の１つである第１ポペツト弁
７は第３ポペツト弁９を摺動可能に貫通するステ
ム１１により第１外側ピストン１２に連結されて
いる。該第１外側ピストン１２は弁本体１に形成
された第１シリンダー室１３に摺動案内されてい
る。該第１シリンダ室１３は第３弁室５と一体に
形成されることもできるが、必要によつては隔壁
により隔離することもできる。外側ポペツト弁の
１つである第３ポペツト弁９には第１内側ピスト
ン１４が連結され、該第１内側ピストン１４は第
１外側ピストン１２の内部に摺動可能に装着され
ている。

内側のポペツト弁の１つである第２ポペツト弁
８は第４ポペツト弁１０を摺動可能に貫通するス
テム１５により第２外側ピストン１６に連結され
ている。該第２外側ピストン１６は弁本体１に形
成された第２シリンダ室１７に摺動案内されてい
る。該第２シリンダ室１７は第４弁室６と一体に
形成することも分離して形成することもできる。
外側ポペツト弁の１つである第４ポペツト弁１０
は第２内側ピストン１８と連結され、該第２内側
ピストン１８は第２外側ピストン１６の内部に摺
動可能に案内されている。

弁本体１には前記流体室２に開口するパイロツ
ト供給ポートPPと、第１シリンダ室１３に第１
外側ピストン１２より外側において開口する第１
パイロツト出力ポートPA₁と、第２シリンダ室１
７に第２外側ピストン１６より外側において開口
する第２パイロツト出力ポートPA₂と、第１シリ
ンダ室１３に第１外側ピストン１２より内側にお
いて開口する第３パイロツト出力ポートPB₁と、
第２シリンダ室１７に第２外側ピストン１６より
内側において開口する第４パイロツト出力ポート
PB₂とが設けられる。

外側ピストン１２，１６には夫々貫通路１９が
形成され、第１外側ピストン１２と第１内側ピス
トン１４との間の空間２０が第３パイロツト出力
ポートPB₁に連通し、第２外側ピストン１６と第
２内側ピストン１８との間の空間２１が第４パイ
ロツト出力ポートPB₂と連通するように構成され
る。

第１外側ピストン１２には、第３パイロツト出
力ポートPB₁が第３弁室５と通じるのを防ぐため
のシール部２２が形成され、第２外側ピストン１
６には、第４パイロツト出力ポートPB₂が第４弁
室６と通じるのを防ぐためのシール部２３が形成
される。

パイロツト供給ポートPPは流路２４により第
１パイロツト弁２５、例えば３ポート電磁弁に、
流路２６により第２パイロツト弁２７、例えば３
ポート電磁弁に接続され、更に第１パイロツト弁
２５の出力ポートは流路２８により第１パイロツ
ト出力ポートPA₁に、そして流路２９により第４
出力ポートPB₂に接続され、第２パイロツト弁２
７の出力ポートは流路３０により第２パイロツト
出力ポートPA₂に、そして流路３１により第３パ
イロツト出力ポートPB₁に接続されている。

本装置の作動を説明する。

両パイロツト弁２５，２７は通常のOFF状態
では流体供給状態にあり、全パイロツト出力ポペ
ツトPA₁，PA₂，PB₁，PB₂にパイロツト流体が
供給され、各ピストンの受圧面積が対応するポペ
ツト弁の受圧面積より第であるので、各ピストン
１２，１４，１６，１８がパイロツト流体圧によ
り押圧力を受けることにより各ポペツト弁７，
８，９，１０は中央の流体室２に向けて押圧され
て弁室間又は弁室と流体室間を閉鎖する。すなわ
ち第１ポペツト弁７は流体室２と第１弁室３との
間の弁座３２に着座し、第２ポペツト弁８は流体
室２との間の弁座３３に着座し、第３ポペツト弁
９は第１弁室３と第３弁室５との間の弁座３４に
着座し、第４ポペツト弁１０は第２弁室４と第４
弁室６との間の弁座３５に着座しているので、出
力ポートＡ，Ｂと排出ポートＲ，R₂は共に閉鎖
され、５ポート３位置切換弁におけるクローズド
センタ形を形成し、その切換中央位置を示す。

第１パイロツト弁２５がONになると第１パイ
ロツト出力ポートPA₁と第４パイロツト出力ポー
トPB₂が排出状態になるので、第１外側ピストン
１２に作用する力が低くなり、第１ポペツト弁７
に作用する力により第１ポペツト弁７及び第１外
側ピストン１２は図の左方へ動かされ、弁座３２
を開放する。同時に第２内側ピストン１８に作用
する力が低くなるので、第４ポペツト弁１０並び
に第２内側ピストン１８が図の右方へ動かされ、
弁座３５を開放する。斯くして液体は供給ポート
Ｐから第１出力ポートＡへ供給され、第２出力ポ
ートＢは第２排出ポートR₂と連通し排出状態と
なる。すなわち３位置切換弁の第位置を示す。

第２図に示すように第１パイロツト弁２５が
OFFで第２パイロツト弁２７がONになると、第
２パイロツト出力ポートPA₂と第３パイロツト出
力ポートPB₁が排出状態になる。したがつて第２
外側ピストン１６と第１内側ピストン１４に作用
する力が低くなり、第２ポペツト弁８は弁座３３
を開放し、第３ポペツト弁９は弁座３４を開放す
る。これにより流体は供給ポートＰから第２出力
ポートＢへ供給され、第１出力ポートＡは第１排
出ポートR₁と連通する。すなわち３位置切換弁
の第位置を示す。ここで第１パイロツト弁が
ON、第２パイロツト弁２７がOFFになると、第
１パイロツト出力ポートPA₁、第４パイロツト出
力ポートPB₂が排気状態に、第２パイロツト出力
ポートPA₂、第３パイロツト出力ポートPB₁が供
給状態になり、第１外側ピストン１２は図の左側
に、第１内側ピストン１４は図の右側に互いに逆
方向に移動され、同様に第２外側ピストン１６は
図の左側に、第２内側ピストン１４は図の右側に
互いに逆方向に移動され、開いているポペツト弁
８，９は閉じ、閉じているポペツト弁７，１０は
開く。この時、各ピストン１２と１４の面積差に
より、第１外側ピストン１２は排気に時間がかか
り、第１内側ピストン１４は直ぐに移動するの
で、第３ポペツト弁が閉じて後第１ポペツト弁が
開く。又、面積差と第２外側ピストン１６と第２
内側ピストン１８との間の流体によるクツシヨン
作用とにより第２内側ピストン１８の動きが抑制
され、第２外側ピストン１６の移動により第２ポ
ペツト弁が閉じて後第２内側ピストン１８が移動
して第４ポペツト弁１０が開く。従つて供給ポー
トＰと出力ポートＡ，Ｂが直接連通することが回
避されることができる。

効 果 本発明により流体室を中心に第１弁室と第２弁
室が、更に第３弁室と第４弁室が対称に形成され
ることができ、各ポペツト弁を駆動するピストン
を全て、供給ポートＰ、出力ポートＡ，Ｂ、排出
ポートR₁，R₂の外側に配置することができ、然
も外側のピストンの中に内側の小ピストンを同軸
状に配置するので、ピストン部を弁の両端に、流
体通路を弁の中央部に集中できるので５つのポー
トを中央に集中し、等間隔l₁でしかも最小のピツ
チで配置することができるようになつた。

本発明によりパイロツト弁はほぼ左右対称状に
左右のピストンに流体圧を作用するので、２つの
パイロツト弁を交互にON、OFF制御すればよい
ので構造がほぼ対称で単純である上制御も単純容
易な弁が得られた。これによりパイロツト式スプ
ール弁と同様の流路配置のパイロツト式ポペツト
弁を形成することができスプール弁とポペツト弁
のサブベースを共通化することができ、使用状態
に応じてスプール弁とポペツト弁の交換が可能に
なつた。マニホールド式多連弁として使用される
場合に使用頻度の高い部分にだけポペツト弁を設
けることが容易になつた。

本発明により、パイロツト弁の切り換えの際、
弁本体においては、互いに摺動可能に装着される
外側ピストンと内側ピストンとは互いに逆方向に
移動するか、一方が移動し他方が停止している。
該当する外側ピストンと内側ピストンに連結され
た２つのポペツト弁のうち一方が開いている場合
には外側ピストンと内側ピストンは互いに逆方向
に移動するので、外側ピストンと内側ピストンの
受圧面積差と両ピストン間の流体によるクツシヨ
ン作用とにより閉じる方のポペツト弁が先に移動
し、開く方のポペツト弁が後に移動することにな
る。従つて出力ポートと排気ポートが直接連通す
ることが防止され、ポペツト弁でありながらスプ
ール弁と同様に出力ポートと排気ポートの連通を
回避するオーバラツプシール機能を備えることを
可能にした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る５ポートポペツト弁の断
面図、第２図は第１図の弁の１つの切換状態を示
す断面図、第３図は従来のクローズドセンタ形５
ポートポペツト弁の断面図、第４図は従来のクロ
ーズドセンタ形５ポートスプール弁の断面図であ
る。 １……弁本体、２……流体室、３，４，５，６
……弁室、７，８……内側のポペツト弁、９，１
０……外側のポペツト弁、１２，１６……外側ピ
ストン、１４，１８……内側ピストン、３２，３
３，３４，３５……弁座、Ｐ……供給ポート、Ａ
……第１出力ポート、Ｂ……第２出力ポート、
R₁……第１排出ポート、R₂……第２排出ポート、
PP……パイロツト供給ポート、PA₁，PA₂，
PB₁，PB₂……パイロツト出力ポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ５つのポートと、該ポート間の切換をする４
   つの個別に移動可能なポペツト弁と、該ポペツト
   弁を制御するパイロツト弁とを有するクローズド
   センタ形５ポート弁において、供給ポートが開口
   する流体室を中心に左右に夫々第１出力ポートが
   開口する第１弁室と第２出力ポートが開口する第
   ２弁室とを形成し、その外側に夫々第１排出ポー
   トが開口する第３弁室と第２排出ポートが開口す
   る第４弁室とを形成してある弁本体と、夫々の弁
   室に中央の前記流体室に向かつて押圧することに
   より前記弁室間もしくは前記弁室と前記流体室の
   間の弁座を密閉するように夫々１個宛移動可能に
   同軸線上に配置したポペツト弁とを有し、内側の
   ２つのポペツト弁は夫々外側のポペツト弁を貫通
   するステムにより連結された外側ピストンを有
   し、外側の２つの前記ポペツト弁は夫々前記外側
   ピストンに摺動自在に支持される内側ピストンを
   有し、前記２つの外側ピストンは夫々前記弁本体
   に設けたシリンダ室に摺動案内され、前記流体室
   に２つのパイロツト弁の供給ポートが接続され、
   該パイロツト弁の出力ポートは一方の前記シリン
   ダ室では前記外側ピストンより外側において接続
   され、他方の前記シリンダ室では前記外側ピスト
   ンより内側において接続され、その際１つの前記
   シリンダ室については一方の前記パイロツト弁の
   前記出力ポートは前記外側ピストンより外側に他
   方の前記パイロツト弁の前記出力ポートは前記外
   側ピストンより内側に接続され、前記シリンダ室
   は前記外側ピストンより内側部分が前記外側ピス
   トンに設けた貫通路を通して前記外側ピストンと
   前記内側ピストンとの間の空間に連通してあるこ
   とを特徴とするクローズドセンタ形５ポート弁。