JPS60146971A - 切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は油圧・空気圧用の切換弁に間するものである 樋造簡巣で、漏れ少なく、かつ、寿命長く、耐久性に富
んだ切換弁が要求されている。

このような要求に答えるために、ニューセラミックや、
エンジニアリング・プラスチイックなどが有効に利用で
きるであろうことは、推察する事ができるが、具体的構
造構成を見出すことは、容易ではない。

特に、ニューセラミックは加工が簡単でないしエンジニ
アリング・プラスチイックは温度・湿度経年変化などで
、変形や寸法変化を起こしやすくこれらの材料には、従
来の構造とは異なったこれらの材料に通した構造構成の
発明を必用とした。

本発明は、このような要求に答えることができる。

図によって９本発明を説明しよう。

説明には、理解を容易にするため９図面について、上下
、左右、前後を用いて説明するが２実際実施にあたって
は、倒立、左右対称裏返しになっていでも構造構成が、
この発明の本質から、逸脱していなければ、よいことは
いうまでもない。

第１図は、従来の油圧空気圧の切換弁の代表的な１例の
縦断面図である。

この構成は、一般によくしられている２本発明の特徴が
、比較対照しやすいので第１図の例を説明しておく。

３１は９本体であって、横断面円形の内孔３２が２本体
３１を貫通して設けられている。

本体３１には、内孔３２に交差して図示のようにボート
３３，３４，３５，３６．３７が一定の間隋をおいて設
けられている。

内孔３２には、スプール４ｏが左右にしゅう動自在に装
着されている。

スプール４０は、内孔３２にわずかの隙間をもってはめ
あうようなされたランド４］、４２．４３．４４が図示
のように左右端と、その内部に２箇所設けられ、各々の
ランドの間は細くなされてシ）で、それぞれ軸部４５，
４６．４７を形成している　を 第１図では、スプール４０は作動の中央点にあり、ラン
ト４２はボート３４を、ランド４３はボート３６をおお
っている。

スプール４０が左端にあるときは、軸部４６がボート３
５と３４の上に位置し、ボート３５と３４が連通ずる。

このとき軸部４７がボート３６と３７の上にあり、ボー
ト３　Ｂ　）　３７は連通する。

スプール４０が、右端にあるときは、軸部４５は、ボー
ト３３と３４の上にあり、ボート３３と３４は連通ずる
。このとぎ軸部４６は、ボート３５と３６の上に位置し
、ボート３５と３６は連通ずる。

このような構成の切換弁は、一般にスプール型と呼ばれ
ていて、よく知られている。

スプール４０の左右動には２本体３１の左右端に設けら
れた。蓋４８．４９のそれぞれに設けられた圧力導入孔
５０．５１に流体圧力を２作用させることによってなし
たり、また、′准磁石やたのアクチェータによってなさ
れてもよい。

このような、従来のスプール型の切換弁は、長年の開用
いられ、安定した機能を発揮するが、以下のような欠点
がある。

この欠点を説明すれば、内孔３２の直径に対して、ラン
ド４１，４２，４３．４４の直径は、極くわずかだけ小
さくして製作する必用があり、目つ、互換性を加味する
と、極めて高い工作精度が要求される。

その−例を、述べると、内孔３２の直径が１６ミリメー
タで空気圧力５　ＫＧ／側で使用する場合ランド４　１
　、　４．２．　４３．　４４　は、０．　００４　ミ
リメータ（４ミクロシメータ）だけ小さく製作すれば、
スプール４０が左端にあるとき、ボート３５に空気圧力
を導入した場合、ボート３３と３７に漏れてくる空気の
合計量は、はぼｌ　ＯＯＮｃｃ／Ｍｉ程度となる。

本発明では、上述のような精度で工作した場合には、は
ぼ１／２０の漏れはとなる。但し、流体の通過能力も１
／３と減少するが、同一流体通過能力で比べると、ｌ／
７ぐらいの漏れ債と・なる。

しかしながら、従来のものでは、使用ずればするほど、
漏れの量が大きくなったが２本発明の場台、使用ずれば
するほど磨耗によって内孔と弁の密着がよくなり、漏れ
の量が減少する。

本発明を２図面によって説明する。

第２図は９本発明の好ましい１実施例の縦断面図である
。

１は本体であって１本体ｒを貫通して、横断面円形の内
孔２が設けられている。

内孔２には、左右にしゆう動自在にピストン棒１０が設
けられている。

ピストン棒１０には、左右端にピストン１１゜１２が形
成されている。

ピストン１１．１２は、内孔２に遊かんし、おのおのの
ピストン左右の内孔空間の間の流体の漏れを防止するた
め、ピストン１１．１２の外周に図示のように、それぞ
れパツキン１３．１４が設けられている。

ピストン棒１０のピストン１１．１２に挟まれた間は、
実施例では、やや細くなされており、軸部１５を形成す
るようなされている。

軸９１＜　１５は、ピストン１１．１２と同じ太さてあ
っても作用機能に変わるところはない。

軸部１５の中央部は、弁２０を収容しろるよう凹所１６
が形成されている。

弁２０の形状態様と、全体の構成との係わりあいが９本
発明の骨子゛Ｃある。

弁２０は、横断面が第３図に示すように、内孔２の横断
面の全体に接するのではなく２図示のように９円形の−
８１（に接するようになされている。

この接触のありかたは、半円より少ない部分となってい
ることが大切である。

特に、ピストン１１．１２や弁２０のしゅう動Ｊ猪擦１
１ξ抗を考えると、１／３ないし］／４裁円としておく
のがこのましい。

弁２０には、第４図にしめされるように、内孔２に接触
する側；こ凹所２２が形成され、凹所２２の周囲は内孔
２ｔご接触しうるよう、ランド２１が形成されている。

本体１には、内孔２の軸芯方向に並んで、はぼ中央部に
図示のようにボート４，６．６が設ζフら“Ｔ　ｕ）　
６　、　。

ボー）４，８．δの配列と、弁２０のランド２１　、１
１１１所２２のＩＡＩ係は、この切換弁の機能上重要で
ある。

ボー１”Ｌ＋６＋５は、左から順に配列されている。

第２図では、ピストン棒１０が右端に位置しているがこ
のとき、弁２０の凹所２２は、ボート５．６を覆い、ラ
ンド２１の左辺は、ボートｌｌと６の間に位置し、ラン
ト２１によって、ボート５゜６とボート４との流体の流
通は断たれ、ボート６と５は凹所２２によって連通ずる
ような寸法関係としておく。

ピストン棒１０が左端に位置したときは、凹所２２が、
ボー＋−ｌｌと６の上に位置し、ランド２１の右端は、
ボート５と６の間に位置し、この状態では、ボートδと
ボート４，６の流体の流通は断たれ、ボート４と６は連
通ずる。

本体１には、ピストン棒１０が、左右端どの位置にあっ
ても、ピストン１１と１２の間に流体が導入しろるよう
、ボート３をもうけておく。

このような構造構成においては、ボート３より流体を供
給すると、ピストンｌＯおよび弁２０が右端２図示の位
置にあるときは、ボート３と４が連通し、ボートδと６
がそれぞれ連通する。

ピストン１０が左端に位置するときは、ボート３と５が
、また、ボート４と６が連通ずる。

このような、ボー）３，４，５．６の連通の関係は、　
ｉ１ボート切換弁と呼ばれているものの２機能である。

このように構成すると、第３図に示される弁２０のラン
ト２１の断面の円弧の直径が、内孔２の直径と同じ寸法
に、製作されていても、しゅう動が可能であり、このと
きの流体の崩れは、零である。

また、内孔２に対して、多少大小に出来ていても、第５
図にしめすように、隙間は、半月状となり、最大隙間Ｘ
（６０）は、裁円角Ａ　（６３）が９０度のとき、直径
差の１４％程度となる。

これにたいして、第１図のものの場合、第６図に示すよ
うに直径差の１／２の均等な隙間となるので、漏れ量が
大きくなるうえ、内孔３２と、ランド４１，４２，４３
．４４の直径差がない場合スプール４０は、左右にしゅ
う動歪可能である。

また、ランド４１，４２，４３．４４の直径が内孔３２
の直径より、大きいと内孔３２に挿入する事が出来ない
。

これに反し２本発明になるものは、内孔２の直径よりも
、ランド２１の直径がわずかに大きくても、第５図に示
すように、使用可能である。

第７図に、ランド２１の直径が、内孔２の直径よりも小
さい場合の接触の状態を示しておく。

第７図の場合、接触部２５がボー）４，５．６をよぎる
とぎ、縁に衝突して不具合のように思えるが、第８図に
示すように、弁２０のランド２１の縁や、ボート４，５
．６の縁に面取り２６，２７あるいは、８，９を施せば
よい。

このように、弁２０の直径な内孔２に対して同じにする
か、多少大小があってもよいということは、製作を非常
に容易にする。

具体的にラント２１の直径を、高精度に工作する方法と
して、第９図に示すように、数個の弁を絹み合わせ２円
筒研磨すれば、極めて高精度の寸法に工作する事ができ
る。

第１０図は２本発明の応用として、弁２ｏの凹所を図示
のように２３．２４と設け９本体１にはボート６と５の
間に更に、ボート７を設け９図示のように、弁２０が右
端にあるときは、凹所２４が、ボート５と７の上に位置
しボート５と７は連通し、ボート３と４が連通し、この
とき、ボート６は閉じられ、弁２０が左端にあるときは
、ボート４と６の上に、凹所２３が位置し、ボート４と
６は連通し、ボート７は閏じられ、ボート３と５が連通
する寸法関係が成立するようなしておく。

このような、各ボートの通路関係は、５ボート弁の通路
関係として、よくしられている関係となる。

第１図１７は、弁２０を常に内孔２に軽く接触させてお
くための　ばねである。

このように２本発明を実施するときは、工作容易であり
、流体の漏れが少なく、シかも使用する　ｔにしたがっ
て、漏れが減少するものとなり、第１図のものの場合こ
みなどが隙間６１にかみこめばスプール４０が、動かな
くなるが９本発明の場合こみは、弁２０が内孔２にそっ
てぬぐってゆき。

また、たとえ、こみが弁２０のランド２１にかみこんで
も、弁２０は、ばね１７で軽く内孔２に圧接しているだ
けであるから、なんら支障なく作動することができる。

したがって２作動に対する信頼性も、第１図のものに比
へはるかに高い。

弁２０を、プラスチックあるいは、セラミックなどの材
料で作っても、第１図のスプール４０のものに比へて、
経年変化による曲がりや衝撃による破壊などの影響を受
けにくい形状となっているので、プラスチックの場合し
ゆう動が滑らかな特徴があり、セラミックの場合磨耗が
極度に少ないという特徴が発揮できる。

プラスチックの場合２弾性率が金属に比へ低いので、ラ
ンド２１ノ内孔２にたいする密着もよくまた。磨耗によ
る「なじみ」もよく、漏れの少ない切換弁が容易にえら
れる。

セラミックの場合、ごみなどに対して、「かじつき」な
どの現象の発生がなく、ｍ軸性の高い。

寿命の長い切換弁かえられる。

ピストン棒１０を左右動させるのに、第１図のものと同
様、内孔２の左右端に設けた蓋７１，７２に設けた圧力
導孔７３．７４からそれぞれの作動状態にするため、流
体圧力を作用させてもよくまた。電磁石とばねによって
もよく、そのたのアクチェータによってもよい、これら
は、アクチェータとして従来公知の手段をとることが出
来る。

【図面の簡単な説明】 第１図は、従来の切換弁の代表例の縦断面図。 第２図は２本発明の好ましい１実施例の縦断面図。 第３図は、第２図のものの横断面図。 第４図は、弁２０をしめす図面。 第５図第７図は、弁２０と内孔２の隙間を説明する第２
図のものの１部横断面図。 第６図は、スプール４０と内孔３２との隙間の関係を説
明する第１図の１部横断面図。 第８図は、ランド２１の縁端とボート４，６゜（７）、
５の縁端のｌ実施例を示す１部縦断面図第９図は、弁２
０の好ましい工作法を説明するための図面。 第１０図は９本発明を５ボート弁とした場合の１実施例
の縦断面図である。 １は本体、２は内孔。 ３．４，５，６，７．は、ボート。 ８．９は面取り。 １０はピストン棒。 １１．１２はピストン。 １５は軸部。 １６は凹所。 １７は　ばね。 ２０は弁。 ２２．２３．２４は凹所。 ２６．２７は面取り。 ３１は本体４ ３２は内孔。 ３３．３４，３δ、３６．３７はボート。 ４０はスプール。 ４１．４２，４３．４４はランド。 ４５．４６．４７は軸部。 ４８．４９は蓋。 ５０．５１は圧力導入孔。 ６０は最大隙間。 ６１．６２は隙間。 ６３は裁目の角度。 ７１．７２は蓋。 ７３．７４は圧力導入孔である。 特許出願人　線用　轟　１ べＪ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体１に、横断面円形の内孔２を設け。 内孔２に交叉して９本体ｌにボー）３，４，５゜６を設
   け、内孔２には左右にしゆう動自在にピストン棒１０を
   設ける。 ピストン棒１０は、左右端にそれぞれピストン１１．１
   ２を有し、中央部は、凹にして弁２０を装着可能りこす
   る。 弁２０のランド２１は内孔２に接し左右にしゆう動自在
   になされ、かつ、内孔２の円形の横断面の半円より少な
   い部分に接し、ボート４，５．６の一ヒをしゅろ動する
   ようにする。 弁２０の内孔２にしゆう動する面は門にし、その周囲は
   、ラント２１を形成せしめておく。 ボート３は２本体１のほぼ中央部にあって、ピストン棒
   １０の左右のピストン１１．１２の間に。 のぞむようにする。 ボー）４，６．５は内孔２の軸芯の方向にほぼ一列に一
   定の間隔を置いて２本体ｌのほぼ中央部に設ける。 以上のような構造構成において、弁２０が左端に移動し
   たときは、弁２０の凹所２２がボート４と６を覆い、ボ
   ート４と６を連通し、ボート５は弁座２１からはづれ、
   ボート５とボート３が連通し、弁２０が右端に移動した
   ときは、弁２０の凹所２２がボート５と６を覆い、ボー
   ト５と６を連通し、ボート４とボート３が連通ずるよう
   な関係寸法として構成された切換弁。
2. （２）ボート４，６，７．５を内孔２の軸芯の方向に一
   列に、本体１に設け、弁２０に２つの凹所２３．２４を
   設け、弁２０が左端にあるときは。 凹所２３がボート４と６を覆い、弁座はボート５からは
   なれボート５はボート３と連通し、弁２０が右端にある
   ときは、凹所２４がボート５と７を覆い、ボート５と７
   を連通し、ボート４はボート３と連通ずるよう構成した
   第１項記載の切換弁。