JPH0535313B2 - - Google Patents

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JPH0535313B2
JPH0535313B2 JP59214744A JP21474484A JPH0535313B2 JP H0535313 B2 JPH0535313 B2 JP H0535313B2 JP 59214744 A JP59214744 A JP 59214744A JP 21474484 A JP21474484 A JP 21474484A JP H0535313 B2 JPH0535313 B2 JP H0535313B2
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JP
Japan
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valve
valve seat
hole
poppet
guide hole
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Application number
JP59214744A
Other languages
English (en)
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JPS6196272A (ja
Inventor
Shigeo Tamaki
Kazuhiro Hozumi
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Kuroda Precision Industries Ltd
Original Assignee
Kuroda Precision Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Kuroda Precision Industries Ltd filed Critical Kuroda Precision Industries Ltd
Priority to JP59214744A priority Critical patent/JPS6196272A/ja
Publication of JPS6196272A publication Critical patent/JPS6196272A/ja
Publication of JPH0535313B2 publication Critical patent/JPH0535313B2/ja
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Multiple-Way Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電磁操作力、機械的操作力あるいは
流体圧力の操作力により流体の流れを制御する方
向切換弁に関する。
(従来技術と問題点) 従来、このような方向切換弁には、例えば実開
昭54−87434号のようなポペツト弁が知られてい
る。ところがこの構造においては、シール作用を
なすポペツト21を円錐面20に形成しているた
め、このようなポペツト弁のみで4方弁などの多
方弁を構成しようとすると、複数の円錐面が同時
シールしなければならず、そのため複数の円錐面
20間の寸法を正確に構成する必要があり、実質的
に製作が困難であり、そのためこの実開昭54−
87434号に示すように一方の弁部を円筒面22を
有するスプール23とし、バルブシート9とでシ
ールさせるスプール弁としてポペツト弁との複合
構造にして多方弁を達成している。また、こうい
つた方向切換弁は、最近特に小型化の一途をたど
つており、ハイテク産業と呼ばれている半導体分
野での利用が増大してきている。このため、半導
体製造装置用小型方向切換弁として無潤滑によ
る長期使用排気処理の容易さより大流量を流
せて大きなアクチユエータを作動可能なことなど
が条件として要求されている。
この点で実開昭54−87434号においては、スプ
ール弁としての摺動部分を有すると共に、両端側
にパツキン19を設けた摺動軸16が押さえ金具
13内を摺動するよう構成している。即ち摺動部
があり、しかもパツキンを用いているので無潤滑
状態での使用が不可能であり、仮に無潤滑状態で
使用したとしても、その耐久寿命は極度に低下す
るものであり、更に、排気中に含まれる油分、水
分などが環境の点で問題となるため、排気を1つ
にまとめて集中排気をしようとするには、多方弁
としての排気口となる4と6を連通する通路を基
台1内へ設けなければならず、小型弁では形状の
上で余裕が無いと共に、連通する通路を基台1内
へ設けたとしても、逆に排気圧力による圧力バラ
ンスがとれず弁作動が安定しないものだつた。ま
た、摺動部分をなくした多方弁としては、実開昭
56−5874号のような2つの独立したポペツト弁で
構成された4方弁が知られているが、この構造に
おいては、摺動部分がないので無潤滑状態での使
用が可能であり、しかもスプール弁とポペツト弁
との複合構造である前記実開昭54−87434号に示
されている多方弁と比較して長手方向に小型化す
ることが可能である半面、可動鉄心の作動によつ
て第1の弁体が切り換えられたときの圧力を、パ
イロツト圧として第2の弁体の押圧機構へ加えて
第2の弁体を切り換えているため、2つの弁体の
切り換え動作にズレが生じてしまう。即ち、ソレ
ノイドをONさせてから第2の弁体が切り換わる
までに第1の弁体の比較して余分に時間がかかる
ので、アクチユエータを接続して作動させた場合
にそれだけ動作が遅れる。これはアクチユエータ
の容量が大きくなればなる程顕著になるものであ
つて、そのためサイクルタイムが長くなるなどの
欠点があつた。このことは半導体製造装置など大
量生産する場合には、時に致命的な欠点になる恐
れがあるものである。
(解決しようとする技術的課題) 本発明の課題は、無潤滑による長期使用が可能
で排気処理が容易で且つ弁作動の安定した小型方
向切換弁を得ることにある。
(発明の構成) 上記技術的課題を解決するために講じた技術的
手段は、ポペツト弁のみで多方弁を構成すると共
に、更にポペツト弁を構成する可動部材内へ連通
路を設けて排気通路を連通構成したことである。
(発明の実施例) 以下、この発明を電磁方向切換弁に適用した場
合の実施例を第1図〜第2図について説明してい
く。
第1図に示すように本発明の方向切換弁は、主
弁部Vと電磁石部Mとから構成されており、主弁
部Vは弁本体1とこの弁本体1内へ内蔵した弁部
2とこの弁本体1下部へ装着される基台3とを有
している。弁本体1は長手方向中央を貫通した案
内孔11とその両端面から同心で大径の座ぐり孔
12,13とを有しており、その底面にそれぞれ
該案内孔11の直径より大きい直径で環状弁座1
4,15が突出形成されている。そしてこの弁本
体1の下部面から複数の通口即ち供給口Pと2つ
の接続口A,Bと2つの排気口R1,R2が前記
案内孔11および座ぐり孔12,13内へ貫通形
成してあり、4方弁の通口をなしている。以上の
構造を有する弁本体へ内蔵する弁部2は、前記弁
本体1の案内孔11へ滑合すると共に内部軸心へ
貫通孔21aを有する軸部21とを、軸部21の
両側へ圧入してなるポペツト22,23と、更に
弁本体1の座ぐり孔12,13内へねじ込まれて
所定位置で固定される弁座体24および25とを
有しており、このポペツト22,23は弁本体1
の座ぐり孔12,13内に配置されると共に、両
端面の環状溝内へゴムなどのシール材が焼付けな
どにより装着した弁シート22a,22bおよび
23a,23bを有している。弁座体24および
25は、前端面へ環状弁座24a,25aを突出
形成しておりポペツト22,23の弁シートとの
間で弁作用をする。更に弁部2を構成する軸部2
1の外周は、第2図に示すように軸方向に4つの
溝21bが等間隔で形成されて流体通路を構成し
ている。この弁座体24および25は外周1ケ所
へ各々Oリング9a,9bを装着しており、環状
弁座側から外周側へ通じる孔24bおよび25b
を有しそれぞれ排気口R1,R2とを接続されて
いる。また、ポペツト22の弁シート22a側端
面と弁座体24との間には圧縮ばね6が張設さ
れ、弁部2を一方へ押圧している。以上の構造
上、ポペツト22側で第1の弁、ポペツト23側
で第2の弁を構成しているものである。基台3は
上面に弁本体1の各通口P,A,B,R1および
R2に接続する通口をそれぞれ形成しており、側
面へ1ケあて開口している。なお、R1およびR
2については取付状態に応じてどちらか一方のみ
開口形成されるものであり、この基台3は弁本体
1に対してパツキング7を介してねじなど(図示
せず)により固定される。前述した軸部21の貫
通孔21aは、2つの排気口を連通して共通化す
るためだけでなく、後述するように弁部の圧力バ
ランスをとるために有効である。
以上において、ポペツト22の弁シート22
a,22bと、弁座体24の環状弁座24aおよ
び弁本体1の環状弁座14とで第1の弁部を構成
しており、且つポペツト23の弁シート23a,
23bと、弁座体25の環状弁座25aおよび弁
本体1の環状弁座15とで第2の弁部を構成す
る。
次に、電磁石部Mについて説明すると、この電
磁石部Mは直流ソレノイドを示しており、弁本体
1の一端面へ取りつけられた下側ヨーク100お
よび内部へコイル101を保持した外筒ヨーク1
02と、端部に位置する上側ヨーク103と、更
に該コイル内に挿入した駆動部材である可動鉄心
104および上側ヨーク103へ調整可能に装置
され可動鉄心104が衝接する固定鉄心105と
を有しているものである。該可動鉄心104は先
端が前記弁部2のポペツト23の弁シート23b
側端面へ圧縮ばね8により押圧されている。そし
て圧縮ばね8力を圧縮ばね6力より大きく設定し
てある。従つて弁部2は第1図で左方位置にあ
り、供給口Pは流体通路21bから接続口Aに接
続し、一方接続口Bは排気口R2へ連通し更に貫
通孔21aを介して排気口R1とも連通してい
る。固定鉄心105は上側ヨーク103へ直接ね
じ結合しており、固定鉄心105をスパナなどで
回すことによつてソレノイドストロークを調整す
ることができるものである。図中番号9a,9b
はOリングである。
以上のように構成した本実施例の動作について
説明する。
第1図は、非励磁状態を示しており、前述した
ように圧縮ばね8力により弁部2は左方位置にあ
り、ポペツト22の弁シート22aが弁座体24
の環状弁座24と当接し、且つポペツト23の弁
シート23aが弁本体1の環状弁座15と当接し
て、供給口Pは流体通路21bから接続口Aに連通
し、一方接続口Bは排気口R2へ連通し更に貫通
孔21aを介して排気口R1とも連通状態にあ
る。従つて供給口Pからの圧力流体は接続口Aか
らシリンダなどのアクチユエータ(図示せず)へ
流入し、アクチユエータからの排気は接続口Bか
ら弁本体1の座ぐり孔13内を通つて排気口R2
より排出されると共に軸部21の貫通孔21aを
通つて反対側排気口R1からも排出される。
次に、ソレノイドコイル101へ通電すると電
磁力により可動鉄心104が圧縮ばね8に抗して
固定鉄心側へ吸引される。そのため今度は弁部2
は圧縮ばね6力により図で右側へ移動し、ポペツ
ト22の弁シート22bが弁本体1の環状弁座1
4と当接し、且つポペツト23の弁シート23b
が弁座体25の環状弁座25aと当接して、供給
口Pは流体通路21bから接続口Bに連通し、一
方接続口Aは排気口R1へ連通状態になる。従つ
て供給口Pからの圧力流体は逆に接続口Bからシ
リンダなどのアクチユエータ(図示せず)へ流入
し、アクチユエータからの排気は前述したように
接続口Aからの弁本体1の座ぐり孔12内へ流入
すると共に軸部21の貫通孔21aを通つて反対
側の座ぐり孔13内へも流入してから排気口R2
あるいは排気口R2へ流出することとなる。この
ため、アクチユエータからの排気は弁室としての
座ぐり孔(12,13)の両側へ流入してポペツ
ト弁部へ作用するので、ポペツト弁部に軸方向即
ち切り換え方向への力は発生せず、圧力バランス
状態を呈する。
図において、流体通路21bは軸部へ形成した
が、弁本体側へ形成しても同様に実施できる。
また、実施例では、基台3側で2つの排気通口
の選択をするよう構成しているが、弁座体24お
よび25へ形成してある孔24bおよび25bを
どちらか選択的に形成することにより2つの排気
通口の選択をするよう構成しても同様に実施でき
るものである。
そして、実施例では、電磁操作力により流体の
流れを制御する方向切換弁の駆動部材として直流
ソレノイドの可動鉄心104を用いた場合につい
て説明したが、機械的操作力による場合にはレバ
ー等が用いられ、流体圧力の操作力による場合は
パイロツトピストンがそれぞれ駆動部材として用
いられることにより同様に実施できるものであ
る。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明はポペツト弁のみ
で多方弁を構成したので、弁作動時のパツキンに
よる摺動部分を皆無となり、従つて潤滑油などを
必要とせず無潤滑による長期使用を可能にすると
共に、更にポペツト弁を構成する可動部材内へ貫
通孔を設けて排気通路を連通構成したので、1ケ
所にまとめられるため排気処理が容易となる他、
第1の弁部、第2の弁部とを圧力バランスさせた
のでより弁の作動が滑らかとなり、更に小さな操
作力で弁切り換えが可能となるなど本発明の特有
の優れた効果が期待できる。それと共に小型であ
りながら通口に比べて弁座の直径をより大きく形
成したので、より大流量を小さいストロークで流
せて大きなアクチユエータを作動できるなどの副
効果も得られるものである。更に第1の弁座およ
び第2の弁部は軸部で一体になつているため、動
作上の遅れはなく、従来例の欠点を解消した切換
弁を提供できる。
更に本発明においては、可動部材の軸部を弁本
体に設けた案内孔に滑合している。例えば実公昭
52−35541号のように弁座体などの弁本体にねじ
結合している部材に形成した貫通孔に可動部材を
ガイドさせるとねじの加工精度および組立精度が
可動部材の軸の動作に振れとして影響を与えるの
に対し、弁本体の案内孔のみでガイドすること
は、ポペツトと弁座の軸芯を確実に一致するよう
にガイドすることができ、弁を安定的に動作させ
ることができる。さらに、ポペツトの端面が平坦
となつているため、弁座に対し、ポペツトが若干
偏心しても、シール性に影響を与えることがな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による方向切換弁の一例を示
す正面断面図、第2図は第1図におけるX−X断
面図を示す。 (符号の説明)、V……主弁部、M……電磁石
部、1……弁本体、11……案内孔、12,13
……座ぐり孔、14,15……環状弁座、2……
弁部、21……軸部、21a……貫通孔、22,
23……ポペツト、22a,22b,23a,2
3b……弁シート、24,25……弁座体、24
a,25a……環状弁座、24b,25b……
孔、3……基台、4,5……Oリング、6,8…
…圧縮ばね、7……パツキン、9a,9b……O
リング、100……下側ヨーク、101……コイ
ル、102……外筒ヨーク、103……上側ヨー
ク、104……可動鉄心、105……固定鉄心。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電磁操作力、機械的操作力あるいは流体圧力
    の操作力により流体の流れを制御する方向切換弁
    において、貫通した案内孔を有する両面側から穿
    設した大径の座ぐり孔底面へ環状弁座を形成する
    と共に外側一面から該案内孔および座ぐり孔へ貫
    通する供給口と複数の接続口および排気口を設け
    た弁本体と、該案内孔へ滑合すると共に内部へ貫
    通孔を形成した軸部の両側へ、弁シートを両端面
    に固着し端面が平坦なポペツトを固定した可動部
    材と、前記2つの座ぐり孔内へ軸方向に調整可能
    に固定すると共に前端面へ環状弁座を形成し該環
    状弁座と弁本体および弁シートとの間でそれぞれ
    第1の弁部、第2の弁部を構成する弁座体と、前
    記可動部材の一端を押圧する駆動部材とから多方
    ポペツト弁を構成すると共に、前記軸部の貫通孔
    により排気通路を連通して、第1の弁部、第2の
    弁部とを圧力バランスさせたことを特徴とするポ
    ペツト形方向切換弁。 2 案内孔へ滑合する軸部の外周へ、複数の軸線
    方向の流体通過溝を形成してなる特許請求の範囲
    第1項記載の方向切換弁。 3 軸部が滑合する案内孔の内周へ、複数の軸線
    方向の流体通過溝を形成してなる特許請求の範囲
    第1項記載の方向切換弁。 4 弁本体へ形成した複数の排気口のうち、一方
    のみを弁座体を介して可動部材の軸部貫通孔へ連
    通させてなる特許請求の範囲第1項記載の方向切
    換弁。
JP59214744A 1984-10-13 1984-10-13 方向切換弁 Granted JPS6196272A (ja)

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JPS6196272A JPS6196272A (ja) 1986-05-14
JPH0535313B2 true JPH0535313B2 (ja) 1993-05-26

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