JPH0434283Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「技術分野」 本考案は、ダイアフラムに及ぼすパイロツト圧
により直接流路をロツク開閉する開閉弁に関す
る。

「従来技術およびその問題点」 この種の開閉弁を利用した流路切換弁はその基
本構成を米国特許第4516605号が提案している。
第６図ないし第１０図はその一例を示すもので、
まずこの図に基づいてこの開閉弁（方向切換弁）
の動作原理を説明する。

この方向切換弁は、ガスケツトを兼ねるダイア
フラム１１で分断された流路ブロツク２０と制御
ブロツク１０を有し、この流路ブロツク２０に、
圧力流体源Ｐから圧力流体（加圧空気）を受ける
単一の供給ポート２２と、一対の負荷ポート２５
および排出ポート２７が開口している。

供給ポート２２から分離させた一対の分離通路
２３は、それぞれ一対の環状通路２４に連通して
いる。負荷ポート２５はこの環状通路２４の中央
に開口し、この負荷ポート２５に連通する環状通
路２６の中央に、排出ポート２７が開口してい
る。そしてこれらの環状通路２４、負荷ポート２
５、環状通路２６および排出ポート２７は、それ
ぞれ制御ブロツク１０側の端面に開口し、ダイア
フラム１１と対向している。また負荷ポート２５
は、アクチエータＡに接続され、排出ポート２７
は大気に開放されている。

図示するアクチエータＡはシリンダ装置で、ピ
ストンＰによつて区画されたシリンダ室Ｓ１，Ｓ
２に、左右の流路切換弁部２１の負荷ポート２５
がそれぞれ連通している。

負荷ポート２５および排出ポート２７の周縁
は、それぞれダイアフラム１１が接離する環状弁
座２５ｓ，２７ｓとなつている。１２は、ダイア
フラム１１がその表裏の圧力差により負荷ポート
２５（排出ポート２７）内に変形するのを防止す
るグリツド（網体）である。

制御ブロツク１０には、負荷ポート２５および
排出ポート２７の中央に対向させて、つまり環状
弁座２５ｓ，２７ｓの反対側に、パイロツト圧通
路３１，３２がそれぞれ開口している。ダイアフ
ラム１１は、パイロツト圧制御装置３３により、
このパイロツト圧通路３１，３２に一定圧以上の
パイロツト圧ｐが及ぼされたとき、流路ブロツク
２０側に変形する。したがつてパイロツト圧通路
３１にパイロツト圧ｐが及ぼされたときには、供
給ポート２２と負荷ポート２５との連通が断た
れ、他方パイロツト圧通路３２にパイロツト圧ｐ
が及ぼされたときには、負荷ポート２５と排出ポ
ート２７の連通が断たれる。よつて、パイロツト
圧制御装置３３により、パイロツト圧通路３１，
３２へのパイロツト圧ｐの供給を制御すること
で、第６図ないし第９図のようにアクチエータＡ
に対する流体の供給を制御できる。

すなわち第６図ないし第９図において、ｐの符
号が付されているパイロツト圧通路３１または３
２は、パイロツト圧ｐが加わつており、付されて
いない通路は大気に開放されている。これらの図
に示す流路の開閉状態から明らかなように、第６
図の状態においてはピストンＰが右行し、第７図
の状態においては同左行し、第８図、第９図の状
態においては停止する。第８図の状態ではシリン
ダ室Ｓ１，Ｓ２にともに圧力流体が供給されるた
めピストンＰの力を加えても移動しないが、第９
図の状態ではシリンダ室Ｓ１，Ｓ２がともに排出
ポート２７に連通しているため、ピストンＰを自
由に移動させることができる。

以上の動作原理を有する方向切換弁は、摺動部
がないこと、よつて潤滑が不要であること、大流
量が流せること、精密機械加工が不要で加工性が
よいこと、等の優れた特徴がある。しかしながら
この方向切換弁においては、一組の供給ポート２
２、負荷ポート２５および排出ポート２７につ
き、負荷ポート２５の中央および排出ポート２７
の中央の二箇所において、ダイアフラム１１を作
動させなければならないため、大型化するという
問題がある。また、耐久試験を行なつたところ、
ダイアフラム１１の耐久性あるいはシール性に問
題があることが判明した。

「考案の目的」 本考案は、この問題点に着目し、より小型化が
可能で、しかもダイアフラムの耐久性にも優れた
ダイアフラム型パイロツト操作方向切換弁を得る
ことを目的とする。

「考案の概要」 本考案は、流路ブロツクに形成する供給ポー
ト、負荷ポートおよび排出ポートについて、これ
ら各ポートに連通して制御ブロツク側端面に開口
する３通路を、同心状に配設し、この同心状の３
通路の隣り合う２通路の間を、個別にパイロツト
圧を及ぼすダイアフラムの中心弁部と、その周縁
の環状弁部でそれぞれ開閉するようにし、さら
に、このダイアフラムの中心弁部に、中心側の２
つの通路を画成する環状弁座に対して接離する環
状ビードを形成したことを特徴としている。

この構成によると、３通路が同心状に配置され
ているために小型化でき、しかもダイアフラムの
中心弁部には、環状弁座に接離する環状ビードが
形成されているために、ダイアフラムの耐久性を
向上させることができる。

「考案の実施例」 以下図示実施例について本考案を説明する。

第１図ないし第５図は本考案の実施例を示すも
ので、流路ブロツク４０には、流路切換弁の最低
単位として、供給ポート４１、負荷ポート４２、
および排出ポート４３が形成されている。これら
の各ポートは、直方体状の流路ブロツク４０の周
囲三面から中心に向けて、それぞれ形成されてお
り、うち負荷ポート４２は、流路ブロツク４０の
中央に形成した中心孔４４と直接連通している。
この中心孔４４の周囲には、隔壁４５を介して環
状部（供給側環状通路）４６が形成されており、
この環状部４６は供給ポート４１と連通してい
る。隔壁４５の制御ブロツク６０側の端面は環状
弁座４５ｓを形成する。

流路ブロツク４０の制御ブロツク６０側の端面
には、上記隔壁４５と同心をなす負荷側環状流路
４７と、排出側環状通路４８がそれぞれ形成され
ている。この負荷側環状通路４７は連通路４９を
介して負荷ポート４２と、排出側環状通路４８は
連通路５０（第３図）を介して排出ポート４３と
それぞれ連通している。また流路ブロツク４０の
制御ブロツク６０側端面には、環状部４６とこの
環状通路４７，４８の間、および環状通路４７，
４８の外側に、それぞれダイアフラム７０の環状
嵌め込みビード７１，７２を嵌める、上記各溝と
同心のビード溝５１，５２が形成されている。

ダイアフラム７０は、中央の円形の厚肉部を中
心弁部７３とし、嵌め込みビード７１と７２の間
の環状部を環状弁部７４とするもので、中心弁部
７３が環状弁座４５ｓに着座しているとき、供給
ポート４１と負荷ポート４２の連通が断たれる。
また環状弁部７４は、負荷側環状通路４７および
排出側環状通路４８に密着したとき、負荷ポート
４２と排出ポート４３の連通を断つ。そして本考
案においては、このダイアフラム７０の中心弁部
７３に、環状弁座４５ｓと対向する環状ビード７
５が一体に形成されている。

また流路ブロツク４０には、ダイアフラム７０
の中心弁部７３の中央に当接して、これが過度に
中心孔４４内に変形するのを防止する変形防止柱
４５ｄが設けられている。この変形防止柱４５ｄ
のダイアフラムとの当接面は、環状弁座４５ｓよ
り距離ｄだけ凹んだ平担面からなつていて、中心
弁部７３が中心孔４４側に一定量変形できるよう
にしている。

制御ブロツク６０には、ダイアフラム７０の中
心弁部７３および環状弁部７４に対応させて、中
央凹部６１と、これと同心の環状凹部６２が形成
されており、この中央凹部６１と環状凹部６２に
は、それぞれパイロツト圧通路６３，６４が連通
している。パイロツト圧通路６３は中央凹部６１
の中央に一本だけ開口し、パイロツト圧通路６４
は環状凹部６２の周囲に複数本開口している。パ
イロツト圧通路６３，６４に対するパイロツト圧
の供給制御は、パイロツト圧制御装置６５によつ
て行なわれる。

上記構成の本方向切換開閉弁はしたがつて、パ
イロツト圧通路６３にパイロツト圧ｐが及ぼされ
ると、ダイアフラム７０の中心弁部７３が環状弁
座４５ｓ側に移動し、その環状ビード７５が環状
弁座４５ｓに着座して供給ポート４１と負荷ポー
ト４２の連通を断つ。この際の中心弁部７３と環
状弁座４５ｓとの接触圧力は、環状弁座４５ｓ側
に突出する環状ビード７５と環状弁座４５ｓに集
中するため、従来装置に比して高く、よつて高い
シール効果が得られる。また従来装置のグリツド
１２に代えて設けた変形防止柱４５ｄは、平担面
でダイアフラム７０に接触するものであるから、
環状弁座４５ｓとの高さの差ｄを適当に設定する
ことで、単なるダイアフラム７０の過度の変形防
止用の作用を持たせることができる。つまりこの
変形防止柱は、ダイアフラム７０の耐久性に悪影
響を与えることがない。

またパイロツト圧通路６４にパイロツト圧ｐが
及ぼされると、環状弁部７４が負荷側環状通路４
７と排出側環状通路４８上に密着して負荷ポート
４２と排出ポート４３の連通を断つ。逆にパイロ
ツト圧通路６３，６４に対するパイロツト圧ｐの
供給を停止すると、供給ポート４１と負荷ポート
４２、あるいは負荷ポート４２と排出ポート４３
が連通することとなる。よつて、これらのパイロ
ツト圧ｐを制御することで、負荷ポート４２に対
し圧力流体源Ｐからの圧力を供給し、あるいは負
荷ポート４２に供給されていた圧力流体を排出ポ
ート４３に排出することができる。

図示例では、負荷ポート４２はアクチエータ８
０の単一の圧力室８１に接続されている。したが
つて負荷ポート４２と供給ポート４１を連通させ
ると同時に負荷ポート４２と排出ポート４３の連
通を断つているときピストン８２を圧縮ばね８１
の力に抗して移動させ、逆に負荷ポート４２と供
給ポート４１の連通を断ち負荷ポート４２を排出
ポート４３に連通させたときピストン８２を圧縮
ばね８３の力によつて復帰させることができる。

この実施例の方向切換弁は、小型にできるとい
う利点の他、流量、特に負荷側環状通路４７と排
出側環状通路４８間の流量を大きくとることがで
きるという利点がある。すなわち、隔壁４５およ
び環状部４６の外側に、これらと同心に位置する
負荷側環状通路４７（排出側環状通路４８）の径
Ｄは、隔壁４５の径ｄに比して十分大きいものと
なるため、ダイアフラム７０の環状弁部７４が僅
かに負荷側環状通路４７（排出側環状通路４８）
から離れただけで、その流路面積は大きく確保さ
れる。よつて小型でありながら、大流量を流すこ
とができる。

なお本考案は、パイロツト圧通路６３または６
４にパイロツト圧を及ぼすためのパイロツト圧制
御装置６５の具体的構成は問わない。

「考案の効果」 以上のように本考案は、流路ブロツクに形成す
る供給ポート、負荷ポートおよび排出ポートにつ
いて、これら各ポートに連通して制御ブロツク側
端面に開口する３通路を、同心状に配設し、この
同心状の３通路の隣り合う２通路の間を、個別に
パイロツト圧を及ぼすダイアフラムの中心弁部
と、その周縁の環状弁部でそれぞれ開閉するよう
にしたから、ダイアフラム型パイロツト操作方向
切換弁を小型にすることができる。そして、ダイ
アフラムの中心弁部には、環状弁座に接離する環
状ビードを設けたから、ダイアフラムの耐久性、
シール性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のダイアフラム型パイロツト操
作開閉弁の実施例を示す、右半分と左半分の開弁
状態を異ならせて描いた縦断面図、第２図は第１
図のダイアフラム部分の拡大断面図、第３図、第
４図は第１図の−線、−線に沿う断面
図、第５図は制御ブロツクの中央凹部、環状凹
部、およびパイロツト圧通路の位置を合わせて示
すダイアフラムの平面図、第６図ないし第９図は
本考案の対象とする開閉弁を用いた方向切換弁の
異なる作動状態の断面図、第１０図は第６図の
−線に沿う断面図である。 ４０……流路ブロツク、４１……供給ポート、
４２……負荷ポート、４３……排出ポート、４４
……中心孔、４５……隔壁、４５ｓ……環状弁
座、４６……環状部（供給側環状通路）、４７…
…負荷側環状通路、４８……排出側環状通路、４
９，５０……連通路、５１，５２……ビード溝、
６０……制御ブロツク、６１……中央凹部、６２
……環状凹部、６３，６４……パイロツト圧通
路、７０……ダイアフラム、７１，７２……嵌め
込みビード、７３……中心弁部、７４……環状弁
部、７５……環状ビード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 流路ブロツクと制御ブロツクとの間にダイアフ
   ラムを挟着し、 上記流路ブロツクに、圧力流体源から圧力流体
   を受ける供給ポートと、アクチエータに連なる負
   荷ポートと、大気に開放された排出ポートとを形
   成するとともに、この供給ポート、負荷ポート、
   および排出ポートに連通する通路を流路ブロツク
   の制御ブロツク側端面に開口させ、 上記制御ブロツク側に、上記ダイアフラムに流
   路ブロツクとは反対側の表面からパイロツト圧を
   及ぼすパイロツト圧通路を形成し、このパイロツ
   ト圧通路に及ぼすパイロツト圧を制御して、上記
   負荷ポートと供給ポートまたは排出ポートとの間
   の通路を上記ダイアフラムによつて直接開閉する
   ようにしたダイアフラム型パイロツト操作方向切
   換弁において、 上記供給ポート、負荷ポートおよび排出ポート
   にそれぞれ連通して、流路ブロツクの制御ブロツ
   ク側端面に開口する３通路を、同心状に配設し、
   この同心状の３通路の隣り合う２通路の間を、個
   別にパイロツト圧を及ぼすダイアフラムの中心弁
   部と、その周縁の環状弁部でそれぞれ開閉するよ
   うにし、 かつこのダイアフラムの中心弁部に、中心側の
   ２つの通路を画成する環状弁座に対して接離する
   環状ビードを形成したことを特徴とするダイアフ
   ラム型パイロツト操作方向切換弁。