JPS6329151B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、種々の装置、例えば空気シリンダ
などの装置への加圧空気の流れおよび該装置から
の加圧空気の流れを制御するために使用される形
式の４方向制御空気弁に関する。

先行技術において、パイロツト空気（またはブ
リード空気）によつてある方向に、そしてもどし
バネによつて別の方向に移動される弁スプール、
あるいは２つの対向する方向にパイロツト空気に
よつて可動の弁スプールを有する４方向差圧空気
制御弁があることが知られている。そのような先
行技術による４方向弁の欠点は、それらの弁が弁
スプール穴に２つの排気室を組合せて排気口へ接
続させるために弁本体を貫通する複雑な流路を含
む２つの排気室を内蔵することである。例えば、
そのような先行技術による弁は米国特許第
3089517号に開示されている。この先行技術にお
いては、弁本体内の２つの排気室からの排気流を
一緒にするために、２つの排気流を一緒にして単
一の排気口から流出さすべく非常に長い排気流路
を備えた弁本体鋳物または弁ベース鋳物を作製し
なければならない。そのような長い排気流路は排
気背圧をもたらし、それは弁スプールの動作位置
間の動作速度を低下させる。弁スプール穴に２つ
の排気室を必要とする先行技術は、排気流路に多
くの制限をもたらし、それは空気弁の作動効率を
減じる。さらに、これら先行技術による空気弁の
欠点は、弁スプール内の空気供給室が通常弁スプ
ール穴の中心に配置されることである。また、そ
のような中心位置は、スプール弁における主弁ス
プールを作動すべく１個以上のパイロツト空気弁
へ空気を導入するために、弁本体の複数の端部へ
主たる空気の供給を内部的に行なわなければなら
ない欠点がある。

従つて、本発明の目的は、できるだけ大きな排
気流路を提供して排気流量を最大にすると共に、
弁の動作速度を低下させる排気背圧を排除するた
めに、弁の排気流路における制限をなくした４方
向制御空気弁を提供することである。

さらに、本発明の目的は、弁スプールの移動を
制御するためのパイロツト弁へのパイロツト空気
圧力を容易に得ることができる４方向制御空気弁
を提供することである。そのパイロツト弁は４方
向制御空気弁の端部に配置される。加圧されたパ
イロツト空気は弁の一次供給側または入口供給側
から供給されるが、本発明の４方向制御空気弁は
極めて短いアクセス流路、および加圧空気の一次
または入口供給側からパイロツト弁にパイロツト
空気圧力を供給することが容易な流路を提供す
る。

本発明による４方向制御空気弁は、内部の弁ス
プールを移動自在に装着した弁スプール穴が形成
されている弁本体を備える。弁スプール穴はその
中心部に排気室を有する。シリンダ室は排気室の
いずれかの側で縦方向一定間隔を保つた位置に形
成される。空気供給室は弁穴内の各シリンダ室か
ら縦方向外側に一定間隔を保つた位置に形成され
る、それによつて弁スプール穴は２つの空気供給
室、２つのシリンダ室および１つの中心排気室を
有する。本発明の弁は、内部流路によつて供給室
の１つへ接続され、弁スプール内の流路によつて
別の空気供給室へ接続される空気供給ポートを備
える。弁スプールは２つの作動流れ位置を有す
る、そしてパイロツト空気によつて１つの方向
に、そして弁スプールを貫通する流路内の供給空
気圧により援助されるもどしバネによつて別の方
向に移動することができる。弁スプールはパイロ
ツト空気によつて交互にその２つの作動位置へ移
動される、そして前記弁構造において、弁スプー
ルはバネまたは弁スプール流路内に装着された空
気補助手段を備えたバネによつて第３の中立位置
へ移動される。前記弁構造はクローズドセンタ
弁、オープンセンタ弁、またはプレツシヤーセン
タ弁（中央位置が初期位置である３位置弁に対し
て、操作力を取り去つたとき、流体圧力によつて
弁体が初期位置に復帰する方式の弁）である。

本発明の他の特徴および利点は以下の詳細な記
載、特許請求の範囲および添付図面から明らかに
なるであろう。

図面、特に第１図〜第３図を参照して説明する
と、数字１０は本発明の原理に従つて作製した２
位置、４方向、制御空気弁を示す。この４方向制
御空気弁１０は複数の適当な小ネジ１４（第２図
参照）によつてベース部材１２の上に取外し自在
に取り付けられる弁本体１１を含む。数字１３
は、４方向制御空気弁１０のスプール１５を１つ
の方向に作動させるための普通のソレノイド制御
３方パイロツト弁を示す。弁スプール１５は後で
詳細に説明するようにもどしバネによつて別の方
向に戻される。弁スプール１５はパイロツト弁１
３のように２つのソレノイド弁によつて両方向に
作動させることができる。

第１図に示すように４方向制御空気弁１０は、
ベース部材１２に適当な加圧空気源へ接続される
入口（または供給）ポート１６を備える。入口ポ
ート１６は、ベース部材１２内の流路を介して上
端が弁本体１１内の加圧空気供給室１８に通じる
流路１７に通じている（第３図参照）。供給室１
８は、弁スプール１５がすべり自在に装着される
縦穴５３における弁スプール１５の回りに通常の
方法で環状に形成される。この供給室１８は、加
圧空気入口室（または供給室）が先行技術による
４方弁の本体においては通常中心に配設される従
来の位置と比較した場合、弁本体１１の一端に配
置される。

第３図に示すように、供給室１８は、弁スプー
ル左端部において弁スプール１５の側壁を半径方
向に形成された複数のポート１９に通じている。
ポート１９は軸方向に細長く伸びた内部空気供給
室２０に通じる。空気供給室２０は弁スプール１
５の右端へ伸び、そして弁スプール１５の外壁を
貫通して半径方向に延在する複数の第２ラジアル
（径向き）・ポート１９ａに通じている。ラジアル
ポート１９と１９ａは弁スプール１５の回りに成
形された弾性材料を貫通して伸びている。ラジア
ル・ポート１９ａは弁スプール穴５３に通じ、か
つ第１供給室１８から縦方向に一定間隔を保つた
位置において弁本体１１の右端に隣接して位置す
る第２供給室１８ａに通じる。供給室２０が、弁
スプール１５との協同のために縦方向に一定間隔
を保つた一対の供給室を使用しながら単一入口か
ら弁１０への作動用加圧空気を供給するために弁
スプール１５を貫通する流路を形成することがわ
かる。

通常、ベース部材１２は横ポートまたは下ポー
トを備える（両方のポートは具備せず）。ベース
部材１２が下ポートと横ポートの両方を備える場
合には、使用しない方に栓をする。しかしなが
ら、そのような構成も特殊な構造のベース部材の
場合に限り利用可能である。第４図は、ベース部
材１２が底部端壁に任意の供給ポート２３を備
え、それがベース部材１２を貫通してなる適当な
流路によつて流路１７へ接続されることを示す。

第１図に示すように、数字２４は、第３図に示
すソレノイド用リード線５１へ接続さすために適
当な電源からのリード線を受入れる電気接続ポー
トを示す。数字２５は出口ポート（または排気
口）を示す。この出口ポートはベース部材１２内
の適当な流路により排気流路２６へ接続される
（第３図参照）。排気流路２６は、弁スプール穴５
３の壁に、供給室１８と１８ａとの中心位置に、
そして両室から一定間隔の位置に環状に成形され
た排気室２７へ接続される。

先行技術による４方、４口弁は、普通前記排気
室２７の位置に配設された中心、単一供給室を有
する、そしてそれらの弁は、普通、弁本体または
弁ベースまたは両者の中で組み合わされた供給室
１８と１８′ａの位置に２つの排気室を有する。
本願の発明においては、２つの供給室１８と１８
ａの間の中心位置に排気室２７を配置することに
よつて、本体またはベース鋳物内に２つの排気室
を組み合せる必要がなくなり、従つて弁本体１１
を貫通する理想的な排気流路２６が得られる。加
圧空気は弁スプール室２０を通つてシリンダ室の
みに供給されて、空気供給路１７へ直結されてい
る加圧空気供給室１８から加圧空気を受けるシリ
ンダ室３７へ供給されないから、加圧空気供給流
路の効率を下げることなく前記弁構造物に最適の
排気流路が設けられる。

第３図および第３Ｂ図に示すように、空気供給
路１７は弁本体１１の上端に形成されるアキユム
レータ室３２へ作動的に接続される。アキユムレ
ータ室３２はパイロツト弁１３に弁スプール１５
を作動するための加圧パイロツト空気を供給する
ようになつている。空気供給路１７は、流路２８
を介して大径の流路２１へ、そこからベース部材
１２内の流路３０へ接続される。流路３０は弁本
体１１内の流路３１に通じ、後者はアキユムレー
タ室３２に通じるガスケツト５５内の垂直流路３
１′（補正した第３図参照）に通じる。従つて、
加圧パイロツト空気は第３Ｂ図に示した矢印に沿
つて流れる。流路または穴２１の外端は適当なパ
イプ・プラグ２２によつて囲われる。パイプ・プ
ラグ２２を外すことによつて別の加圧パイロツト
空気を流路２１を介してアキユムレータ室３２へ
供給できることが理解される。

第３図に示すように、ボール逆止め弁２９は、
流路（または穴）２１のテーパ内端に通じる流路
２８の端部に形成された弁座に着座するようにな
つている。通常、ボール逆止め弁２９は適当なバ
ネによつてその弁座上に保持されている。アキユ
ムレータ室３２に加圧パイロツト空気を完全に満
たすために、ボール逆止め弁２９は流路１７から
流路２８への加圧空気流によつて開口されること
がわかる。また、加圧空気の供給に圧力変動があ
る場合には、バネ４１がボール逆止め弁２９を閉
鎖し、アキユムレータ室３２が、４方向制御空気
弁１０に多くのくり返し動作をさすのに十分な空
気量（体積）を保つことがわかる。第３図に示す
ように、４方向制御空気弁１０が停止される時、
または空気供給系に圧力降下がある時にアキユム
レータ室３２の空気圧を流路１７へ流出させるた
めに、一対のブリードみぞ穴３３がボール逆止め
弁２９に隣接する穴２１の内テーパ部に沿つてベ
ース部材１２に形成されている。

第４図に示すように、ベース部材１２はその底
部端壁を貫通して成形された任意の排気口３４を
有する。この任意の排気口３４はベース部材１２
内の適当な流路によつて排気流路２６に接続され
ることがわかる。

第４図に示すように、任意の第１シリンダ（ま
たは作動）ポート３５および任意の第２シリンダ
（または作動）ポート３８はベース部材１２の底
部端壁を貫通して成形される。シリンダ・ポート
３５および３８は、ベース部材１２を貫通成形さ
れた適当な流路によつてそれぞれシリンダ流路３
６と３９に接続される（第３図参照）。標準セツ
トとの第１および第２シリンダ・サイド・ポート
は普通の方法で第１図に示す側の反対側（吸気口
と排気口がある側）のベース部材１２に成形され
る、そしてそれらは適当な通路によつてシリンダ
流路３６と３９へ接続される。

第３図に示すように、シリンダ流路３６と３９
はそれぞれ弁スプール穴５３に形成された環状シ
リンダ室３７と４０へ接続される。シリンダ室３
７は供給室１８と排気室２７間の中心部に成形さ
れる。同様に、シリンダ室４０も供給室１８ａと
排気室２７間の中心部に配置される。

第３図に示すように、電気導線室４５はベース
部材１２に形成される、そして電気接続ポート２
４に接続される。導線室４５の右側は適当なガス
ケツト４７とカバープレート４６で囲われてい
る。カバープレート４６は適当な小ネジ４８によ
つてベース部材１２へ固定される（第１図参照）。
カバープレート４６は、一端を４２の所でカバー
プレート４６の内面へ固定し、他端を適当な小ネ
ジ４３によつてベース部材１２へ固定した適当な
保持鎖４４を備える。

第３図に示すように、弁本体１１の左側は適当
なカバープレート５４とガスケツト５５によつて
囲われる。カバープレート５４は複数の適当な小
ネジ５６で固定される。弁スプール穴５３の左端
は、接続されたベント室８および適当なフイルタ
ー９を備えた流路を介して大気へ接続される。第
２図と第４図に示すように、４方向制御空気弁１
０にはそれを所望の位置に取り付けるための適当
な垂直取付穴５９を備える。

第３図に示すように、接地線４９およびソレノ
イドのリード線５１は弁本体１１の下室（または
導線室）４５から上室６２へ伸びている。上室６
２は適当な小ネジ６４によつて固定される適当な
カバープレート６３で囲われる（第２図参照）。
接地線４９の内端は適当な小ネジ５０によつて上
室６２において弁本体１１へ固定される。適当な
保持鎖６５は、一端を弁本体１１に固定し、他端
を６６の所でカバープレート６３の内面６６へ固
定している。第３図に示すように、ソレノイドの
リード線５１は、上室６２から弁本体１１の右端
壁６７を貫通する流路６８を経てソレノイド作動
パイロツト弁１３へ伸びている。このパイロツト
弁１３はガスケツト６９と一対の適当な小ネジ７
０によつて弁本体１１の右端へ取外し自在に連接
される（第５図参照）。

第３図に示すように、弁スプール１５の左端７
３はその外端からその内部に形成されたピスト
ン・シリンダ（または円筒）室７７を有する、そ
してそれは空気供給穴（または流路）２０より大
径になつている。ピストンシリンダ室７７の内端
は、ピストン・シリンダより直径が少し小さいが
内部空気供給室２０の直径よりも大きくなつてい
る小径の穴８１に通じている。空気供給室２０の
左端における穴８１の内端の接合部に肩８２が形
成されている。内部空気供給室２０は肩８２から
右側へ伸びて８３で示すテーパ端部で終わる。

第３図で示すように、円筒ピストン７４はその
内端をピストンシリンダ７７に取り付けている。
弁スプール１５はピストン７４の外周上にすべり
自在に取り付けられるようになつている。ピスト
ン７４の外端は、もどしバネ８０によつてカバー
プレート・ガスケツト５５の内面７５に対して不
動の位置に保持される。小径の伸張部７９はピス
トン７４の内端上に一体成形される。そしてこの
伸張部７９へもどしバネ８０の外端が着座する。
もどしバネ８０の内端は穴８１内に配置される、
そして穴８１と内部空気供給室２０の接合点に形
成された肩８２に着座する。ピストンの伸張部７
９は、ピストンシリンダ室７７の壁と密封係合す
るためにその外周部に適当なシール手段７８を備
える。通常、もどしバネ８０が弁スプール１５を
右側の第３図に示す位置へかたよらせる。

第３図に示すように、弁スプール１５は、その
左端にその外周から半径方向に伸びた一体構造の
周フランジ８５と、その右端に同様の周フランジ
８６を備える。一対の成形シール部材８８が周フ
ランジ８５の両側に形成され、また周フランジ８
６の両側には一対の同様な成形環状シール部材８
７が形成されている。シール部材８７と８８は弁
スプール縦穴５３の内面と密封係合する。

弁スプール１５は半径方向外側へ伸び中心に配
置された周フランジ９０を備える、この周フラン
ジはそのそれぞれの側に環状シリンダ室３７と４
０から排気室２７への排気流体の流量を制御する
ために弁座の働をする成形環状シール部材８９を
形成している。

弁スプール１５はその外周そして端部シール８
８と排気弁シール８９間の中心位置にラジアル・
フランジ（又は径向きフランジ）９２を有する。
環状弁シール９１がラジアルフランジ９２の供給
室側に形成される。ラジアルフランジ９２は弁シ
ール９１が成形される側に直線の径向き表面を有
し、その反対側に内側へ傾斜した外表面（この外
表面上に弾性材料の薄い層が成形される）を有す
る。弁スプール１５は端部シール８７と弁シール
部材８９間の中心に第２の環状ラジアル・フラン
ジ９４を有する。ラジアルフランジ９４は前記ラ
ジアルフランジ９２と同様に成形される。そして
直線の径向き表面上に環状弁シール９３を有す
る。

ソレノイド制御パイロツト弁１３は第３Ａ図に
拡大して横断面図で示す。通常のパイロツト弁は
いずれも使用可能であり、かつ図示された特定構
造のパイロツト弁１３は本発明の特定部分を決し
て構成しないことが理解される。

第３Ａ図に示すように、パイロツト弁１３は内
部にパイロツト空気流入路７２を形成した弁本体
７１を含む。第３図に示すように、パイロツト空
気入口流路７２は弁本体１１内の流路に通じてい
る。流路８４は、上端部がアキユムレータ室３２
に通じる垂直に配置された流路９９の下端部に通
じる。パイロツト空気シリンダまたは出口流路９
６は弁本体７１を貫通してなり、かつその外端
で、弁スプール穴５３の閉鎖内端に通じる弁本体
１１内の流路９７に通じる。

第３Ａ図に示すように、弁本体７１は貫通形成
された軸穴１１１を有する、この軸穴１１１はそ
の壁に成形されてパイロツト空気入口流路７２の
内端に通じる環状グループ１００を有する。軸穴
１１１は弁本体７１の内端から内側へ形成されて
排気室１１５から内側へ伸びる大径の穴１０１の
内端で終わつている。排気室１１５は流路１１６
を介して排気口１１７に通じる。

穴１０１の壁には周グループ９５が形成されて
いる、そしてそれはパイロツト空気出口流路９６
に通じる。１０２で総称する弁スプール・リテー
ナ（スプール保持器）はその下端から穴１０１に
取り付けられる。そしてその外周に、環状グルー
プ９５の下に配置されて穴１０１の壁と密封係合
するＯ−リング・シール１０３を備える。

第３Ａ図に示すように、１０５で総称するポペ
ツト弁スプールは、その下端部を連通穴１２２，
１０４，１１３および１３４で形成される段付き
穴内の弁スプールリテーナ１０２に移動自在に取
り付け、その上端を上方の弁本体７１の穴１１１
へ延在している。適当な環状シール部材１０６が
ポペツト弁スプール１０５の上端の回りに形成さ
れて穴１１１の壁と密封係合する。とがつた縁部
を有する上弁座１０８は穴１１１の内端と穴１０
１の上端壁の接合部に形成されて、通常は弁スプ
ール１０５上に成形される第１、円すい形シール
部材１０７と係合している。通常、弁スプール１
０５は、通常は弁１０７（又はシール部材）を弁
座１０８上に保持して出口流路９６へのパイロツ
ト空気流を遮断するように、もどしバネ１１９に
よつて第３Ａ図に示す閉鎖位置へ移動されてい
る。もどしバネ１１９の上端はポペツト・スプー
ル弁１０５の拡大された下端１１８と係合してい
る。バネ１１９の下端は排気室１１５の開口下端
をカバーするプレート１２１へ着座している。プ
レート１２１は小ネジのような適当な手段（図示
せず）で弁本体７１へ固定されている。

第３Ａ図に示すように、とがつた縁部を有する
環状弁座１１０が弁リテーナ穴１０４と１２２の
間に接合点に形成される。パイロツト弁１３内の
ソレノイドが作動される時、弁スプール１０５
は、その上に形成された円すい環状弁部材１０９
を下の弁座１１０へ着座係合さすべく、第３Ａ図
に示す位置から下方へ移動される。弁スプール１
０５が下方へ移動して下の弁座１１０に着座係合
すると、パイロツト空気は、入口流路７２から環
状グルーブ１００を経て、そこから下方へ穴１１
１を経て穴１２２へ入る。次に、パイロツト空気
はリテーナ１０２を貫通する半径方向流路１１２
を流出して環状グルーブ９５へ流入する。そして
そこから出口流路９６へ出る。パイロツト弁１３
用ソレノイドが非作動状態になると、もどしバネ
１１９がポペツト弁スプール１０５を上方の第３
Ａ図に示す通常閉鎖位置へ移動して、再びパイロ
ツト空気出口流路９６を排気口１１７へ開口さ
す。この状態において、流路９６の内端は環状グ
ルーブ９５と流路１１２を介して弁リテーナ（又
は保持器）１０２内の穴１２２に通じる。従つ
て、排出するパイロツト空気は環状弁座１１０を
通つて穴１０４を流下し、穴１１３に入る、そし
てそこから弁スプール・リテーナ１０２に形成さ
れた半径方向流路１１４を半径方向外側へ流れて
排気室１１５へ流入する。排出するパイロツト空
気は次に流路１１６を経て排気口１１７へ流入す
る。

使用において、弁スプール１５は第３図に示す
初期位置に配置され、パイロツト弁のポペツト・
スプール１０５は第３Ａ図に示す通常閉鎖位置に
ある。弁スプール１５が第３図に示す切期位置に
ある時第３Ｂ図に示すように、供給空気は４方向
制御空気弁１０に流入し入口ポート１６を経て流
路１７へ入る、そしてそこから上昇して供給室１
８へ入りポート１９を経てスプール弁の内部空気
供給路２０へ流入することがわかる。供給空気
は、またラジアルポート１９ａを出て穴５３へ入
りそして第２供給室１８ａの右端へ入る。

第３図および第３Ｂ図に示す４方向制御空気弁
において、供給空気は供給室１８ａから環状弁シ
ール部材そして弁スプール穴５３を経てシリンダ
室４０へ流入し、そこから導管を通つて弁１０に
より制御される流体装置の一端へ流れる。同時
に、制御される流体装置の他端の空気は適当な導
管を介して第１シリンダ・ポート３５へ排出さ
れ、そこから流路３６を経てシリンダ室３７へ入
り、さらに弁スプール穴５３を通つて排気室２７
へ流入する。次に、排出する空気は流路２６を流
下して第１図に示す排気口２５から流出する。

空気供給室１８内の入口圧力が環状弁シール９
１の開口側へ作用するので、弁シール９１の空気
の圧力下でバツクアツプ・フランジ９２へ押し付
けられて弁スプール穴５３と効果的な密封接触を
提供することが理解される。同様に、効果的な密
封接触が、弁スプール１５が後述する左側へ変位
される時に別の第２供給室１８ａと共に作用する
環状シール部材９３との間に形成される。

パイロツト弁１３内のソレノイドが作動される
と、ポペツト弁スプール１０５は下方へ移動され
て前述のようにパイロツト空気入口流路７２と出
口流路９６間の流路を開口して、第３Ｂ図に示す
ように弁スプール１５閉鎖端と係合してもどしバ
ネ８０の圧力に抗して弁スプール１５を左側へ動
かすべく空気を流路９７を介して弁スプール穴５
３の閉鎖端へ入れる。弁スプール１５は、環状排
気シール８９を排気室２７の左端へ移動しシリン
ダ室４０と排気室２７の間の流路を開口して、排
気室２７とシリンダ室３７の間の流路を閉じるよ
うに、左側へ動かされる。同時に、環状シール９
３は左側へ動かされてシリンダ室４０と第２供給
室１８ａの間の流路を閉じ、そして空気供給室１
８とシリンダ室３７の間の流路を開口する。この
弁スプール１５の位置において、制御される流体
制御装置への加圧空気の流れが逆転され、今度は
その加圧空気はシリンダ室３７へ流入してシリン
ダ室４０から排気される。パイロツト弁１３のソ
レノイド回路がオフにされると、出力流路９６へ
のパイロツト空気流は遮断され、出口流路９６は
パイロツト弁排気口１１７に通じてパイロツト空
気を弁スプール穴５３の右端から排出させ、そし
てもどしバネ８０に弁スプール１５を第３図に示
す初期位置へもどす。弁スプール１５の内部空気
供給室２０の供給空気は弁スプール１５の閉鎖端
へ作用して、もどしバネ８０の作用を補う空気補
助もどし作用を提供する。

第６図は、空気を弁に供給するための貫通流路
と位置が変わつたとき元に戻す復心バネを有する
弁スプール１５ｂを備えた本発明の３位置、４方
空気弁実施態様の部分縦断面図である。第６図の
実施態様において第１図〜第５図の実施態様の部
品と同一の部分は、主空気供給室を１８ｂと１８
ｃで示したことを除いて、同一の参照番号の後に
小文字“ｂ”を印してある。第６図に示す３位置
空気弁は、第３図に１３で示した型の一対の適当
なソレノイド制御パイロツト弁または加圧パイロ
ツト空気の外部供給源によつて作動されるように
なつているクローズドセンター空気弁である。

弁スプール１５ｂは弁本体１１ｂの縦方向の弁
スプール穴５３ｂに作動的に装着されている。弁
スプール１５ｂは、通常弁スプール穴５３ｂの縦
方向の中心（または中立）位置に配置される、そ
れによつて空気供給室１８ｂと１８ｃは２つのシ
リンダ室３７ｂと４０ｂから遮断され、そして排
気室２７ｂはシリンダ室３７ｂと４０ｂから遮断
される。弁スプール１５ｂは、第６図に示すよう
に、以下に記載する構造によつて供給室１８ｂと
１８ｃおよびシリンダ室３７ｂと４０ｂへ選択的
な接続のために右および左へ動かされる。

１３３で総称する縦方向に配置された復心バネ
はスプール軸穴に作動的に取り付けられ、その左
端は復心バネによつてずれた位置から中心位置へ
戻される１２３で総称する復心ピストンに接し、
その右端は１２４で総称する復心ピストンに接し
ている。弁スプール１５ｂは、復心ピストン１２
３と１２４がすべり自在に装着される両端部の
各々に内方延在の軸向き、拡大直径のピストン・
シリンダ（または穴）１２７を備える。第６図に
示すように、復心ピストン１２３は、左端の穴１
２７にすべり自在に装着されかつ適当なＯ−リン
グ・シール１２６を作動的に装着する周グループ
を備えたピストン本体１２５を含む。外側の軸向
き、小直径、一体構造のピストン・シヤフト１３
０がピストン本体１２５の外側に成形され、その
外端はカバープレート５４ｂの内壁表面１３１に
接している。内側の軸向き、小直径、一体構造の
シヤフト１３２がピストン本体１２５の内側に形
成され、それは弁スプール穴２０ｂの中へ伸びて
いる、そして復心バネ１３３の一端はシヤフト１
３２に着座してピストン本体１２５の内側に接し
ている。

ピストン本体１２５は止め座金１２８と止め輪
１２９によつて穴１２７から外側への移動を止め
られている。しかしながら、後述のように、ピス
トン本体１２５は弁スプール１５ｂの移動中に穴
１２７において内側その内端へすべることができ
る。

復心ピストン１２４は復心ピストン１２３と同
一の構成であつて対応する両者のピストン部品を
示すために同一の参照番号が使用されている。第
６図に示すように、復心ピストン１２４の外側の
ピストン・シヤフト１３０は、弁スプール１５ｂ
が第６図に示す中心位置にある時、弁スプール穴
５３ｂの閉鎖端部に形成されたくぼみの端部１３
６に接する。

第６図に示すように、弁スプール穴２０ｂは、
入口ポート（または吸気口）１９ｂから穴２０ｂ
を経てポート１９ｃを出て第２の供給室１８ｃへ
流入する空気を供給する流路を形成する。

穴２０ｂにおける空気の加圧供給は、弁スプー
ル１５ｂが後述のように左または右へ動かされた
後第６図の中心位置へもどされる時、復心バネ１
３３の復心作用を助ける。

使用において、第６図の弁はそのいずれかの端
部にソレノイドで作動するパイロツト弁を備える
ことになる。適当なパイロツト、例えば第１図〜
第５図の実施態様に示すパイロツト弁１３を２個
使用することができる。

第６図に示す弁構造の右端のパイロツト弁はア
キユムレータ３２ｂから流路９９ｂ，８４ｂおよ
び７２ｂを介して圧力下のパイロツト空気を受け
る。第６図の弁構造の右端のパイロツト弁が作動
されると、それは加圧パイロツト空気を入口流路
９６ｂ、流路９７ｂおよび９８ｂを介して弁スプ
ール穴５３ｂの閉鎖右端へ入れる。そのパイロツ
ト空気は、加圧空気をシリンダ室３７ｂへ供給す
るために弁スプール１５ｂを左側へ移動して供給
室１８ｂとシリンダ室３７ｂの間の流路を開口す
る。弁スプール１５ｂがパイロツト空気によつて
左側へ動かされる時、復心ピストン１２３は、弁
スプール１５ｂがクツシヨン・ガスケツト５５ｂ
へその最終移動位置へ移動するので、静止したま
まで復心バネ１３３を圧縮することがわかる。同
時に、排気室２７ｂはシリンダ室４０ｂを排気す
るためにシリンダ室４０ｂへ開口する。第６図の
弁構造の右端のパイロツト弁が非作動状態にされ
ると、弁穴５３ｂの右端における加圧空気は流路
９８ｂ，９７ｂおよび９６ｂを介してパイロツト
弁を介して排気される。その作用は復心バネ１３
３にスプール弁１５ｂを第６図に示す中心または
中立位置へ戻させる。

第６図の弁構造の左端のパイロツト弁はアキユ
ムレータ３２ｂそして適当な流路１３５を介して
パイロツト空気を供給される。ソレノイド・パイ
ロツト弁が作動されると、それはパイロツト空気
を流路１３７を介してカバープレート５４ｂと弁
スプール１５ｂの左端の間に供給する。そして弁
スプール１５ｂは弁穴５３ｂの右端へ動かされ、
ピストン１２４は内側の穴１２７の中へ移動され
る。弁スプール１５ｂが右端の位置へ動かされる
と、供給室１８ｃはシリンダ室４０ｂに接続し、
排気室２７ｂはシリンダ室３７ｂに接続する。第
６図の弁構造の左端のソレノイドの回路がオフに
なると、弁スプール穴５３ｂの左端におけるパイ
ロツト空気は流路１３７を介して排気される、そ
して復心バネ１３３が働いてピストン１２４と弁
スプール１５ｂを第６図に示す中立または中心位
置へ戻す。

第６Ａ図は、第６図の３位置復心弁と同じ方法
で作動される３位置復心弁構造の部分断面図であ
る。第６Ａ図の弁構造において第６図の部品と同
一の部品は同一参照番号の後に小文字“ｄ”がし
るされている。第６図の弁はクローズドセンタ弁
を示すが、この弁と第６Ａ図の弁との唯一の差は
第６Ａ図の弁がオープンセンタ弁であることであ
る。中心の環状弁部材８９ｂは互に接近して配置
されているので、弁スプール１５ｂが第６図に示
す中立位置にあるとき、シリンダ室３７ｄと４０
ｄ共に供給室から遮断されるがそれらは共に排気
室２７ｄへ開口している。第６Ａ図に示す弁も弁
スプール穴２０ｄを貫通成形した供給空気流路を
有する。

第７図〜第１１図は、外部の加圧パイロツト空
気源によつて作動される２位置、４方空気弁から
なる本発明の第４の実施態様を示す。第７図〜第
１１図の実施態様において、第１図〜第５図の実
施態様と同一の部品は同一参照番号の後に小文字
“ｅ”がしるされている。第９図に示すように、
弁スプール１５ｅは貫通穴２０ｅを形成してなる
流路を通る供給空気流を有する。その穴２０ｅは
入口ポート１９ｅから加圧空気を供給される、そ
の加圧空気は穴２０ｅおよびポート１９ｆを介し
て第２供給室１８ｆへ送られる。第９図におい
て、１４０で表わすベント室はスプール弁穴５３
ｅの左端へ接続され、そしてフイルタ１４１を備
えた適当な流路を介して大気に通じている。弁本
体１１ｅはアキユムレータ室を備えていない。外
部複パイロツト装置を使用して弁スプール１５ｅ
を動かす場合には、流路２１ｅは適当なパイプ・
プラグ１４２によつて空気供給室１７ｅから遮断
される。

第９図に示す２位置弁スプール１５ｅは加圧パ
イロツト空気によつて図示の初期位置から左側へ
動かされ、そして第３図の第１実施態様の弁スプ
ール１５と同じ方法でもどしバネ８０ｅによつて
第９図に示す位置へもどされることがわかる。

加圧パイロツト空気は適当な供給源から供給さ
れて弁ベース部材１２ｅの入口ポート１４７へ導
入される、そして流路１４８および１４９を経て
弁本体１１ｅに流入する。そのパイロツト空気は
次に、弁スプール１５ｅを左側へ動かして排気室
２７ｅとシリンダ室４０ｅ間の接続と供給室１８
ｅとシリンダ室３７ｅ間の接続を提供するため
に、弁スプール穴５３ｅの内部閉鎖端の室へ流入
する。パイロツト空気の供給が中断されると、パ
イロツト空気は弁スプール穴５３ｅの右端から排
出され、流路１５０，１４９および１４８を経
て、ポート１４７から排出される。もどしバネ８
０ｅは弁スプール１５ｅを右側の第９図に示す初
期位置へ動かして、再び供給室１８ｆとシリンダ
室４０ｅとを接続し排気室２７ｅとシリンダ室３
７ｅを接続する。

第３図の実施態様における弁スプールはその左
端部を右端部と同様に形成してパイロツト空気に
よつて両方向に動かすことができることが理解さ
れる。そのような弁では、ピストン７４をもどし
バネ８０が排除されて弁の左端部に第２のソレノ
イド作動のパイロツト弁１３（第１図参照）が用
いられる。

本発明により、弁内の排気流路の構造が簡潔に
なると共に、排気背圧が排除されたために弁体の
動作速度が速くなり、かつ弁スプールの移動を制
御するためのパイロツト弁への流路が簡潔になる
と共にその制御が容易になることが期待される。

以上記載した本発明の望ましい実施態様は前記
の結果を得るためのものであることは明らかであ
るが、本発明は種々の改良、変化が可能なことが
認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に従つて作製した２位
置、４方向制御空気弁の側面図である。第２図は
第１図における線２−２について矢印の方向にみ
た弁の上平面図である。第３図は第２図における
線３−３について矢印方向にみた弁の拡大縦断面
図である。第３Ａ図は第３図に示したパイロツト
弁の拡大部分断面図である。第３Ｂ図は第３図に
示した４方向制御空気弁における空気の流れ方向
を矢印で模式的に示す流体の流れ状態図である。
第４図は第１図における線４−４について矢印方
向にみた弁構造の底面図である。第５図は第１図
における線５−５について矢印方向にみた弁の右
側面図である。第６図は本発明の原理に従つて作
製された４方向制御空気弁である３位置クローズ
ドセンタ弁の部分断面図である。第６Ａ図は改良
された３位置、オープンセンタ、３方向制御空気
弁の部分断面図である。第７図は本発明の原理に
従つて作製された方向制御空気弁である２位置、
４方弁の側面図である。第８図は第７図における
線８−８について矢印方向にみた弁の上平面図で
ある。第９図は第８図における線９−９について
矢印方向にみた弁の拡大縦断面図である。第１０
図は第７図において線１０−１０について矢印方
向にみた弁の側面図である。第１１図は第７図に
おいて線１１−１１について矢印方向にみた弁の
底面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁スプール１５を移動自在に取り付けた弁本
   体１１に形成された弁スプール穴５３を備え、加
   圧空気供給用入口ポート１６と排気ポート２５と
   第１シリンダポート３５と第２シリンダポート３
   ８を備えたベース部材１２上に前記弁本体を取り
   付けた４方向制御空気弁１０において、 (a) 第１加圧空気供給室１８が前記弁スプール穴
   ５３の壁に形成され、第２加圧空気供給室１８
   ａが前記第１加圧空気供給室１８から縦方向に
   一定間隔を保つた位置における前記弁スプール
   穴５３の壁に形成されること； (b) 前記弁スプール１５が、その内部に形成され
   前記第１および第２加圧空気供給室１８，１８
   ａおよび前記加圧空気供給用入口ポート１６へ
   接続される縦方向に配置された加圧空気流れ室
   ２０を有すること； (c) 排気室２７が、前記排気ポート２５へ接続す
   るために前記第１および第２加圧空気供給室１
   ８，１８ａ間の中間位置における前記弁スプー
   ル穴５３の壁に形成されること； (d) 第１シリンダ室３７が、前記第１加圧空気供
   給室１８と前記排気室２７との中間位置におけ
   る前記弁スプール穴５３の壁に形成されるこ
   と； (e) 第２シリンダ室４０が、前記第２加圧空気供
   給室１８ａと前記排気室２７との中間位置にお
   ける前記弁スプール穴５３の壁に形成されるこ
   と； (f) 前記弁スプール１５が、その両端に、前記第
   １および第２加圧空気供給室１８，１８ａを弁
   スプール穴の端部からシールするための環状シ
   ール部材８７，８８を含むこと； (g) 第１および第２加圧空気供給室１８，１８ａ
   と第１および第２シリンダ室３７，４０との間
   の加圧供給空気の流れと、第１および第２シリ
   ンダ室３７，４０と排気室２７との間の排気空
   気の流れを制御するために、複数の環状弁シー
   ル部材８９，９２，９３が、環状シール部材８
   ７，８８間の弁スプール１５の周囲で相互にか
   つ該環状シール部材から一定間隔を保つた位置
   に取り付けられること；および (h) 前記弁１０が、弁スプール１５を第１位置へ
   移動して前記第１加圧空気供給室１８と前記第
   １シリンダ室３７を、および前記排気室２７と
   前記第２シリンダ室４０を接続し、そして弁ス
   プールを第２位置へ移動して第２加圧空気供給
   室１８ａと第２シリンダ室４０を、および前記
   排気室２７と前記第１シリンダ室３７を接続さ
   せる手段１３，８０を含むことを特徴とする４
   方向制御空気弁。 ２ 弁スプール１５を前記第１および第２位置へ
   移動させる手段が、(a)パイロツト空気を弁スプー
   ル穴５３の一端７６へ供給して弁スプール１５を
   前記第１位置へ移動さすパイロツト弁１３と、(b)
   前記弁スプールを前記第１位置から前記第２位置
   へ移動さすべく弁スプールの空気流れ室２０内の
   加圧空気による補助を受けるバネ８０を含み、か
   つ前記第２位置が弁スプールに対する初期位置か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の４方向制御空気弁。 ３ 前記パイロツト弁１３がソレノイド作動パイ
   ロツト空気弁１０５からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の４方向制御空気弁。 ４ 前記パイロツト弁１３が遠隔の加圧空気源か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の４方向制御空気弁。 ５ 前記ソレノイド作動パイロツト空気弁１０５
   が弁本体１１内のアキユムレータ室３２からパイ
   ロツト空気を供給され、そして該アキユムレータ
   室が弁内の空気供給流路２８，２１，３０，３
   １，３１′からの加圧空気を供給されることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の４方向制御
   空気弁。 ６ 逆止め弁手段２９がアキユムレータ室３２と
   弁の空気供給入口ポート１６，１７間の前記内部
   空気供給流路２８，２１に作動的に取り付けられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   ４方向空気制御弁。 ７ 前記バネ８０が弁スプール１５内の前記空気
   供給流れ室２０に取り付けられ、その内端が流れ
   室２０内の肩８２に接し、外端が、空気供給流れ
   室２０の開口端にすべり自在に取り付けた一端と
   弁スプール穴の隣接閉鎖端７５へ着座した他端を
   有するピストン７４上に着座していることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の４方向制御空
   気弁。 ８ 弁スプールを前記第１および第２位置へ移動
   さす手段が、パイロツト空気を弁スプール穴５３
   の各端部へ供給して弁スプール１５を前記第１お
   よび第２位置へ移動さすソレノイド作動パイロツ
   ト空気弁１３，１３′を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の４方向制御空気弁。 ９ パイロツト空気弁１３が非作動のときに弁ス
   プールを第３の中立位置へ移動さすために、弁ス
   プール１５ｂ，１５ｄの空気供給室２０ｂ，２０
   ｄ内に作動的に取り付けられたバネ１３３，１３
   ３ｄを含むことを特徴とする特許請求の範囲第８
   項記載の４方向制御空気弁。 １０ (a) 弁スプール１５ｂ内の流れ室２０ｂが
   弁スプールを貫通すること； (b) ピストン１２３，１２４が弁スプール１５ｂ
   内の流れ室２０ｂの各端部へ移動自在に取り付
   けられること； (c) 保持手段１２９が、ピストン１２３，１２４
   の外側への移動を防ぐために各端部における弁
   スプール室２０ｂに取り付けられること；およ
   び (d) バネ手段１３３が弁スプール１５ｂ内の前記
   ピストン１２３，１２４間の流れ室２０ｂに取
   り付けられ、かつ弁スプール穴の隣接閉鎖端部
   に対して通常前記ピストン１２３，１２４を軸
   方向外側へ押圧して前記保持手段１２９と係合
   させて初期の非作動位置へもどすために空気流
   れ室２０ｂ内の加圧空気による補助を受けるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の４
   方向制御空気弁。 １１ 弁スプールを前記第１および第２位置へ移
   動さす手段が、パイロツト空気を弁スプール穴の
   各端部へ供給して弁スプールを前記第１および第
   ２位置へ移動さす外部パイロツト空気手段を含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の４
   方向制御空気弁。