JPS6030872B2 - ５ポ−ト３ポジシヨンセンタ−クロ−ズド形切換弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、油圧、空気圧において複動シリンダなどを
操作するために用いられる遠隔操作用の５ボート３ポジ
ションセンタークローズド形切換弁に関するものである
。

目的 従来公知技術の遠隔操作用の５ボート３ポジションセン
タークローズド形切換弁においては、流体信号で作動す
るものと電気信号によって作動するものとがあり、いず
れのものもＡ信号をあたえ或は取り去ると一つの作動状
態となり、Ａ信号を取り去り或はあたえると中立の状態
、もう一つの別なＢ信号をあたえ或は取り去ると他の一
つの作動状態となり、Ｂ信号を取り去り或はあたえると
中立の状態となる。

このような機能を有する弁を３ポジション弁といい、そ
のうち特に中立位置で弁内の全通路が閉じているものを
センタークローズド形と呼んでいる。

これをＪＩＳ Ｂ Ｏ１２５由圧空気圧表示記号で表わ
すと第１図および第２図のようになる。第１図は流体信
号で作動する形式であり、第２図は電気信号で作動する
形式のものである。このような従来の公知技術の複動シ
リンダ操作用の５ボート３ポジションセンタークローズ
ド形切換弁は構造の点において若干問題があり〔たとえ
ば第６図に示す従来例ではスプールの摺動により各ボー
トへの流路切換弁、スプールのつばとの間のシールをラ
ンタンリング間に設けられた数個の○リング６個により
行っている。また、スプールの両端には夫々大小のピス
トンが設けられ、ピストンによりスプールを押圧する構
造とされており、構造が複雑であり、コンパクトではな
い。なお、第６図にて１５０はスプール、１５１は小ピ
ストン、１５２は大ピストン、１５３は○リング、１５
４はランタンリングである。〕、寿命が短く、小形軽量
でなく、部品点数が多いために信頼性に若干欠け、製作
容易でなく、安価でない等の欠点があった。さらに、従
来技術のものの欠点を若干のべると、構造が複雑であっ
た。第６図にてスプール１５０を作動させるために左右
それぞれピストンが２個あった。〔小ピストン１５１、
大ピストン１５２〕、この発明には大ピストン１５２に
相当するものとして排出弁４０，５０が左右にそれぞれ
１個あるのみである。また、従来技術のものにては、０
リング１５３が６個設けられてあり、この発明にてはパ
ッキン４５，５５であり、また従来技術のものにてはス
ブールタイプであり、したがってシールにおいて信頼性
が少く、加工困難であり、耐久性少いのであるが、この
発明にてはポヘットタィプであるからスプールタイプと
反対の長所を有する。さらに、従釆技術のものはスプー
ルタィプのために○リングが６個あり、全長がなが〈な
る。この発明のものはボヘットタィプであるから全長が
ながくなく、コンパクトになる。上記のように、従来技
術のものの欠点を詳細すぎる程、説明をなし、この発明
のものとの比較をなした。この発明は、上記の従来技術
の欠点を除去することを目的とするものである。

くりかえしてのべると、この発明の目的は上記の従来技
術の欠点（問題点）を除去（解決）することにある。上
記のとおりであるから、この発明は流体供給室と流体供
給室の両端に側壁を隔てて各の１個の出力室、さらに出
力室の外側に側壁を隔てて排出室、ピストン室を有する
本体に左右両端および中央部に夫々つばを有するスプー
ルを左右に摺動自在に装隊し、ピストン室にはコップ状
の排出弁を各の設け、排出弁の内筒部は各の左右端のス
プ−ルのつばを摺動自在に装鼓し、かつコップ状の開放
緑部に弁座を設けた簡単コンパクトを構造とすることに
より上記の従来技術の諸欠点を除去し、寿命の増大、小
形軽量、信頼性の増大、製作容易など従来のものよりす
ぐれた効果をうろことができた。構成次に、図面に基い
てこの発明の実施例を説明する。

第３図は、この発明になる流体作動形の５ボート３ポジ
ションセンタークローズド形切換弁の縦断面図である。

１は本体であって、本体１内に機直して装着されている
スプール２を収納可能なように本体１を貫通してスプー
ル装着孔３が設けられている。本体１には、またスプー
ル装着孔３の軸心に直交するような構成で中央に流体供
給室４、さらにその左右両側に側壁５，６を隔てて出力
室７，８が設けられている。出力室７，８の、さらに外
側には側壁９，１０を隔てて排気室１１，１２がそれぞ
れ図示のようにスプール装着孔３を横断して設けられて
いる。

流体供給室４は、本体１の外壁にのぞんでいる流体供給
口１３と蓮通し、出力室７および出力室８はそれぞれ本
体１の外壁にのぞんで設けられている出力口１４および
出力ロー５に運通している。また、排気室１１，１２は
それぞれ本体１の外壁にのぞんで設けられている排気ロ
ー６，１７とそれぞれ図示のように蓮適するようなされ
ている。

本体１には、排気室１１，１２の左右に藤心がスプール
装着孔３と一致するようピストン室１８，１９が設けら
れている。

ピストン室１８，１９は断面円形でその直径は側壁５，
６，９，１０１こ設けられたスプール装着孔３を形成す
る等径のスプール孔２０，２１，２２，２３の直径より
大きくなされている。

その寸法は、ほぼノ２倍（面積にして２倍）となされて
いるのが好ましい。また側壁５，６，９，１０は図示の
ようにほぼ等間隔になしておく。

本体１には、側壁５，６の孔２０，２１に遊接する中央
つば３０およびこれと等径ないいまやや４・さし、直径
の左端つば３１、右端つば３２を有し、かつこれらる中
央つば３０、左端つば３１および右端つば３２を連結す
る弁樺部３３，３４よりなるスプール２が図示のように
装着されている。

弁榛部３３，３４は中央つば３０より細くなされている
。

また、る中央つば３川こは図示のように適切は間隙をお
いて３本のパッキング３５，３６，３７が設けられてい
る。これらのパッキング３５，３６，３７の間隙は、パ
ッキング３５，３７は中立位置ではそれぞれ側壁５およ
び側壁６の孔２０，２１に競合し、パッキング３６は中
央に位置するようまたスプール２が左端位置にあるとき
は、パッキング３６が側壁５に位置し、パッキング３６
は出力室７内にあり、パッキング３７は流体供給室４に
あるようすなわち第４図に示すような関係にあり、スプ
−ル２が右端位置にあるときは、パッキング３６が側壁
６に位置し、パッキング３５は流体供給室４に、パッキ
ング３７は出力室８内にあるよう中央つば３０の寸法お
よびパッキング３５，３６，３７の位置とスプール２の
移動距離とを側壁５，６，９，１０の間隔に応じて適切
になしておく。

ピストン室１８，１９内には、それぞれ縦断面がコの字
状であり、全体としてコップ状の排出弁４０，５０が図
示のように設けられている。排出弁４０および排出弁５
０の内筒部４１および内筒部５１はそれぞれスプール２
の左端つば３１および右端つば３２を収納可能でありか
つこれらつば３１，３２がそれぞれ内筒部４１，５１内
で酒動可能となされている。左端つば３１には内筒部４
１との間に洩れ止めのためのパッキング３８が装着され
、右端つば３２には内筒部５１との間に洩れ止め用のパ
ッキング３９が装着されている。排出弁４０および排出
弁５０は、またピストン室１８およびピストン室１９内
において左右に摺動可能であり、ピストン室１８，１９
の内箭内面との間の洩れ止め用としてパッキング４２お
よびパッキング５２がそれぞれ設けられている。

排出弁４０および排出弁５０のコップ状の底部４３，５
３には通気孔４４，５４が設けられ、通気孔４４はスプ
ール２の左端つば３１の左側への流体の導通を可能とし
ている。通気口５４は、スプール２の右端つば３２の右
側への流体の導通を可能とするため設けられている。パ
ッキング４５およびパッキング５５が側壁９および側壁
１０のそれぞれ左端面、右端面に接し、側壁９および側
壁１川こ設けられたスプール装着孔３を形成するスプー
ル孔２２，２３の前記各端面との緑になるべく近くに位
置するように排出弁４０および排出弁５０のコップ状の
綾部に図示のように設けられている。

本体１の左右にはピストン室１８，１９をふさぐよう蓋
６０，６１が設けられ、蓋６０，６１にはそれぞれ信号
流体入口６２，６３がピストン室１８，１９に信号流体
を導通可能に設けられている。パッキング４５およびパ
ッキング５５は‐−つの異なる信号流体Ａおよび信号流
体Ｂが信号流体供給口６２，６３よりあたえられた場合
排出弁４０はその外径がピストン室１８の内径よりわず
かに小さいのに対し、パッキング４５はスプール孔２２
と側壁９の左端面との縁近くに位置するよう設けられ、
かつ排出室１１は通常大気に通じるよう用いられるので
、右進推力を生じる。

また上記の寸法関係から第３図に示す中立位置において
出力ロー４からの流体圧が作用してもなお右進推力は確
保される。また、排出弁５０‘こも同様ピストン室１９
に流体圧が作用すると左進推力によってが生じる。

これら左右推進力のため排出弁４０および排出弁５０は
中央に相よるように作動する。このときスプール２の全
長との関係においてちようどパッキング４５，５５がそ
れぞれ側壁９の左端面、側壁１０の右端面に接するよう
な寸法形状になしておく。

こうしてパッキング４５，５５は側壁９および側壁１０
１こ対して弁座の役目を行なう。さて、このように信号
流体入口６２，６３に信号圧が作用しているときは、排
出弁４川ま左端状態に、排出弁５川ま右端状態にあり、
スプール２は中央位置に第３図に示すように位置する。

もしスプール２が中央位置でないならば、たとえば左側
に少しよった位置にあるとすれば、排出弁５０は左端位
置に達してパッキング５５が側壁１０の右端面に当って
しまい左進推力を失ってしまうので、排出弁４０１こ生
じている右進推力が残り、この右進推力によって排出弁
４０とスプール２が右進し、排出弁４０のパッキング４
５が側壁９の左端面に接するまで続くからである。こう
して信号流体入口６２，６３に流体信号が作用している
場合には、スプール２および排出弁４０，５川ま第３図
における図示の位置にあり、したがって流体供給口１３
から供給された流体は、出力口１４，１５に通せず、ま
た出力口１４は排出ロー６にも蓮通せず、出力ロー５は
排出口１７にを達通しない状態となる。

この状態は、第１図のａに示す中立状態と同一である。

次で、信号流体入口６２のＡ信号だけを取り去れば、信
号流体入口６３の側より作用する信号流体圧力が導孔５
４を通じて右端つば３２の右端に作用し、スプール２は
左進し、排出弁４０を左へ押し、第４図に示すような位
置となる。このとき流体供給口１３は、出力ロー５に通
じ、出力口１５と排出口１７とは排出弁５０１こよって
閉じられた状態となり、流体供給口１３と出力ロー４と
中央つば３０に設けられたパッキング３６と側壁５とに
よって閉ざされ、出力口１４と排出ロー６とは排出弁４
０が左端位置にあるため連通する。

この状態は、第１図ｂに示す通路状態となる。

また第１図ｃに示す通路状態とするためには、Ａ信号を
あたえ、Ｂ信号圧力をぬけばよいことは以上の説明と第
３図、第４図とから容易に理解できるであろう。このよ
うなこの発明に示す構造、構成は従釆の同種の機能を有
するものに比べきわめて簡単でコンパクトにまとめられ
た構造となる。

この発明の構成を要約すれば、両端および中央につばを
有するスプールと両端のつばに重ねて装着され、両端の
つばに対して摺動自在になされた排出弁、排出弁とスプ
ールに作用する信号流体圧力による推力の変化によって
第１図に示す３ポジション弁の作用を営むところにある
。

次に、第５図において、この発明の他の実施例について
説明する。

Ａ，Ｂ流体信号を、流体信号入口６２，６３にあたえる
代りに第５図に示すように流体供給口１３に供給される
流体の一部を小形の３ボート電磁弁に導き、該電磁弁に
よって制御し、ピストン室１８およびピストン室１９に
給排することによって電気信号によって第２図に示すよ
うな５ボート３ポジションセンタークローズド形電磁弁
の機能を有せしめうろことについて第５図にて説明を加
えておく。

第５図においてスプール２、排出弁４０，６０は第３図
に示すものと全く同一であるが、本体１においては流体
供給室４より本体１の左右両端面に導孔２４が設けられ
ている点が第３図に示すものと異なっているが、その他
の点に関しては第３図のものと全く同一である。

第５図において本体１の左右端は蓋７０および蓋８０に
よって閉ざされ、蓋７０および蓋８０１こは小形の３ボ
ート電磁弁１００，１２０が図示のようにパイロット電
磁弁として装着されている。

パイロット電磁弁１００およびパイロット電磁弁１２０
の機能としては、電流を流さないときに出力口に流体が
流れ、電流をあたえたときに出力口の流体が排出口に切
換る常時通形（ノルマルオープン形）と称されるものを
用いるのが通常である。このような機能の３ボートパイ
ロット電磁弁としては、種々な構造、構成のものが公知
のものとして知られており、これら公知のもののどの構
造、構成のものでも用いることができる。

第５図においては、この発明者によって考案され、先に
出願済の実願昭４９−１４４７１５に示される構成、構
造のものによって例示した。

図において１０１および１２１は磁性材料でつくられた
電磁石本体であり、図示のように断面Ｅ形で中央凸超を
中心として旋回した内筒状をなしている。

その中央凸起１０２，１２２の中心部には導孔１０３，
１２３が設けられ、その一端は中央凸起１０２，１２２
の先端で入口弁座１０４，１２４を形成している。また
、導孔１０３，１２３の池端は蓋７０および蓋８０１こ
設けられた導孔７１，８１を介して導孔２４に蓮適する
ようなされている。

電磁石本体１０１，１２１には、コイル１０５，１２５
が設けられている。

電磁石本体１０１，１２１の外側には内部に弁室１０６
，１２６を有する弁体１０７，１２７が設けられ、弁室
１０６，１２６にのぞんで排出弁座１０８，１２８が外
部と通じるよう図示のように設けられている。弁室１０
６，１２６の内部には、磁性材料よりなる可動片１０９
，１２９が中央に弁１１０，１３０を装着して弁室１０
６，１２６内において左右に移動可能に装着されている
。

可動片１０９，１２９は１よね１１１，１３１によって
排出弁座１０８，１２８の方に常時は押しつけられるよ
うなされていて、弁１１０，１３０によって排出弁座１
０８，１２８は閉じられ、かつ入口弁座１０４，１２４
は開くよう関係づけられている。

導孔１１２，１３２が、弁室１０６，１２６とピストン
室１８，１９をそれぞれ運通せしめるよう図示のように
設けられている。

このような構造、構成において流体供給ロー３より流体
をあたえると、流体の一部は導孔２４を通り導孔７１，
１０３および導孔８１，１２３より入口弁座１０４，１
２４を経て弁室１０６，１２６に進入し、導孔１１２，
１３２を経てピストン室１８およびピストン室１９内に
進入するので、第３図について説明したと同様スブール
２および排出弁４０，５川ま図示のように中立位置をと
り、その流路は第２図ａで示されるようになる。

コイル１０５に通電すれば、電磁石本体１０１は磁石と
なり、可動片１０９を右方に引きつける。

弁１１川ま入口弁座１０４を閉じ、排出弁座１０８を開
く。ピストン室１８内の流体は、上記の動作によって導
孔１１２を通り外部に排出され、ピストン室１９に作用
する流体圧によってスプール２および排出弁５川ま左進
推力を表わし、第４図で示すように移動し、本体１内の
流体の通路状態は、第２図ｂに示すようになる。

次で、コイル１０５の通電を解き、コイル１２５に通電
すれば、上託したパイロット３ボート電磁弁１００の作
用と同様の作用がパイロット電磁弁１２０１こ生起し、
ピストン室１８内には流体圧が存在し、ピストン室１９
内の流体圧は外部に導かれ、消失する。

スプール２、排出弁５川ま右進推力を受け、本体１内の
流路の状態は、第２図ｃに示されるように切換わること
は説明するまでもあるまい。効果 この発明においてスプール２は流体圧によってスプール
２および排出弁４０，５川こ生ずる推力によって左右位
置と中立位置に位置し、この移動になんらばねなどの介
在を必要としない。

このことは、低圧から高圧までスムーズに作用し、かつ
信頼性の向上と小形化に寄与するところが大きい。

この発明は、以上のように極めて簡単な構造によって複
雑な３ポジション弁の機能を達成することが可能となり
、しかも各部は形状、構成が単純であるので、破損する
部分がなく、長期にわたって軽挟に信頼性の高い操作を
遂行することができるうえ、従来のものに比べ安価に提
供することができるという多くの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図とも５ボート３ポジションセンタークロ
ーズド形切換弁をＪＩＳ Ｂ Ｏ１２３由圧空気圧表示
記号で表わしたもので、第１図は流体信号で作動する形
式、第２図は電気信号で作動する形式のものであり、第
３図はこの発明の実施例の縦断面図、第４図はこの発明
の実施例の縦断面図、第５図はこの発明の他の実施例の
縦断面図、第６図は従来の実施例の縦断面図である。 次に、１は本体、２はスプール、３はスプール装着孔、
４は流体供給室、５，６は側壁、７，８は出力室、９，
１０は側壁、１１，１２は排気室、１３は流体供給口、
１４，１５は出力口、１６，１７は排気口、１８，１９
はピストン室、２０，２１，２２，２３はスプール孔で
あり、３０は中央つば、３１は左端つば、３２は右端つ
ば、３３，３４は弁榛部、３５，３６，３７，３８，３
９はパッキング、４０は排出弁、４１は内筒部、４２は
パッキング、４３はコップ状の底部、４４は通気孔、４
５はパッキングであり、５０は排出弁、５１は内筒部、
５２はパッキング、５３はコップ状の底部、５４は通気
孔、５５はパッキングであり、６０，６１は蓋、６２，
６３は信号流体入口であり、７０Ｇま蓋、７１は導孔で
あり、８０は蓋、８１は導孔であり、１０川まパイロッ
ト電磁弁、１０１は電磁石本体、１０２は中央凸起、１
０３は導孔、１０４は入口弁座、１０５はコイル、１０
６は弁室、１０７は弁体、１０８は排出弁座、１０９は
可動片、１１川ま弁，１１１はばね、１１２は導孔であ
り、１２川まパイロット電磁弁、１２１は本体、１２２
は中央凸起、１２３は導孔、１２４は入口弁座、１２５
はコイル、１２６は弁室、１２７は弁体、１２８は排出
弁座、１２９は可動片、１３川ま弁、１３１はばね、１
３２は導孔であり、１５川まスプール、１５１は小ピス
トン、１５２は大ピストン、１５３は○リング、１５４
はランタンリングである。 第１図第２図 第６図 図 Ｍ 舷 図 寸 船 図 山 船

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体供給室と該流体供給室の両側に側壁を隔てて各
   の１個の出力室、さらに該出力室の外側に側壁を隔てて
   排出室、ピストン室を有する本体に、左右両端および中
   央部にそれぞれつばを有するスプールを左右に摺動自在
   に装嵌し、前記ピストン室にはコツプ状の排出弁を各の
   設け、該排出弁の内筒部は各の左右端の前記スプールの
   前記つばを摺動自在に装嵌し、かつコツプ状の開放縁部
   に弁座を設けてなる５ポート３ポジシヨンセンタークロ
   ーズド形切換弁。 ２ 一体として組込まれた小形のパイロツト電磁弁を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の５ポ
   ート３ポジシヨンセンタークローズド形切換弁。 ３ 外部より圧力信号で作動するようになした左右両端
   および中央部に、つばを有するスプールとコツプ状の排
   出弁を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の５ポート３ポジシヨンセンタークローズド形切換弁
   。