JPS6115282B2

JPS6115282B2 -

Info

Publication number: JPS6115282B2
Application number: JP6561178A
Authority: JP
Inventors: Jon Kyameron Ratsuseru
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Current assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 1977-08-01
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1986-04-23
Also published as: IT1095883B; CA1104459A; FR2399561A1; FR2399561B1; DE2818949A1; DE2818949C2; GB1583017A; BR7803475A; IT7823100A0; US4111226A; JPS5426530A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、流体モータあるいはそれに類するも
ののための制御弁に関する。より詳細にいえば本
発明は、パイロツト弁および主弁部の種々の選択
の結果として異なる機能をなすように様々な方法
で配列することのできる制御弁システムに関す
る。本発明は、特にスプール弁ではなくポペツト
弁を使用するシステムに関する。このようなシス
テムは、例えば鋳造場のような大気中に含まれた
埃が特に有用である。

一般的に言つて、従来は与えられた機能を達成
するために特殊なポペツト弁システムを設計する
必要があり、このシステムはそれ以後は他の用途
へと容易に転換することはできなかつた。例え
ば、もしパイロツト操作された主ポペツト弁の特
殊な配列が設計され往復型流体モータの両端の制
御において４ポート２位置の機能を達成するよう
になされたとすると、このような構成を他の機
能、例えば２，３あるいは４個の別々の流体モー
タの独立したあるいは連続した作動というような
機能を達成する構成に変えることは不可能ではな
いにしても困難である。

特殊な機能を達成するために構成された従来技
術における４ポートのポペツト弁の一例が米国特
許第2218861号公報に示されているが、この発明
は以下に明らかにする本発明を比較すると欠点を
有している。

本発明の目的は、２ポート、３ポートあるいは
４ポートという異なる種類の機能を果すことがで
き、標準化された最小限の部品を用いてひとつの
機能から他の機能へと極めて容易かつ経済的に変
換できる、新規な改良されたポペツト弁システム
を提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、単一加工本体の
みを利用するこの種のシステムを提供することに
あり、この本体はシステムが変換される如何なる
機能への適応も必要以上の修正なしに可能とする
ことができる。

本発明の更にもうひとつの目的は、これらの機
能の調節が、例えば調整座金や押えステムによつ
て行なわれたり種々の型のパイロツト弁を用いて
行なわれたりするように融通性をもつているこの
種の改良されたポペツト弁システムを提供するこ
とである。

要するに本発明によれば、入口ポート、一対の作動ポート、および一対の
排出ポートを有する弁本体；前記弁本体内にあ
り、前記入口ポートと連結する入口室；前記作動
ポートとそれぞれ連結する一対の作動室；前記排
出ポートとそれぞれ連結する一対の排出室；前記
弁本体内に形成されている４つの主弁ピストン
室；前記弁本体内に形成されており、前記主弁ピ
ストン室と整合している４つの弁ポート；２つの
形式からなる複数のポペツト弁；前記本体により
担持され、前記主弁ピストン室に隣接している封
止材；前記弁本体内にあり、前記ポペツト弁と係
合し該ポペツト弁を不作動位置へと付勢している
ばね；前記４つの主弁ピストン室と連結する別々
のパイロツト弁ポート；および該パイロツト弁ポ
ートを制御する少なくともひとつのパイロツト
弁：を組合せてなり、前記４つの弁ポートのうち２つが前記入口室と
前記作動室のそれぞれとの間に配置され、残りの
２つの弁ポートが前記作動室のそれぞれと前記排
出室のそれぞれとの間に配置されており、前記４
つの弁ポートの各々が両側に弁座を設けているこ
と；前記２つの形式の一方がノルマル・クローズ
ド弁を含み、他方がノルマル・オープン弁を含
み、該ノルマル・オープン弁の各々がピストンと
前記弁ポートの下流側の前記弁座と係合する弁部
とを含み、前記ノルマル・クローズド弁の各々が
ピストンと前記弁ポートの上流側の前記弁座と係
合する弁部とを含んでいること；および前記ポペ
ツト弁が前記封止材と係合する部分を有し、前記
ノルマル・クローズド弁および前記ノルマル・オ
ープン弁の双方における前記封止材と係合する前
記部分と前記ピストンとがそれぞれ共通の直径を
有し、それによつて前記ノルマル・クローズド弁
および前記ノルマル・オープン弁が前記主弁ピス
トン室内のいずれにも交換可能に装架され対応す
る前記弁ポートの前記弁座と係合可能であるこ
と：を特徴とする多機能４ポペツト弁システムが
提供される。

以下、本発明の実施例を示す添付図面を参照し
つつ本発明を説明する。

第１図は、両側面にカバー１２および１３を有
する本体１１を含み、本発明の第１の実施例を示
している。本体１１の一側面には圧力入口ポート
１４、入口ポート１４の両側にある一対の作動ポ
ート１５，１６および作動ポート１５，１６の外
側にある一対の排出ポート１７，１８が設けられ
ている。入口ポート１４は流体圧の源１９と連結
するようになされている。本体１１の他側面には
４つのパイロツト・ポート２１，２２，２３およ
び２４が設けられている。

４つの主弁ピストン室２５，２６，２７および
２８は本体１１の内部に形成され、それぞれポー
ト２１，２２，２３および２４と連結している。

中央入口室２９は本体１１の内部に形成され、
入口ポート１４と連結している。一対の作動室３
１および３２は中央入口室２９の両側にそれぞれ
形成され、作動ポート１５，１６とそれぞれ連結
している。一対の排出室３３および３４は、それ
ぞれ作動室３１，３２の外方へと形成され、排出
ポート１７，１８と連結している。

両側弁ポート３５は室３１および３３の間に形
成され、室３３に面した一方の座と室３１に面し
た他方の座とを有している。この座は室２５と整
合しており、封止材５６は室２５および３３の間
に形成されている。同様に両側弁ポート３６，３
７および３８がそれぞれ室２６，２７および２８
と整合して形成されている。ポート３６は室２９
および３１の間に、ポート３７は室２９および３
２の間に、そしてポート３８は室３２および３７
の間に配置されている。

第１図では２つ型のポペツト弁、すなわちノル
マル・オープン弁３９とノルマル・クローズド弁
４１とが使用されている。弁３９は、封止材５６
内を滑動可能でポート３５の下流側の座と係合可
能な弁部、およびピストン部４２をピストン室内
に有している。２つの弁３９ａおよび３９ｂがそ
れぞれ室２５および２８内に示されている。これ
らの弁は、弁ポートを貫通し一端がカバー１３と
係合し他端が弁と係合している螺旋コイル圧縮ば
ね４３によつて、開位置へと付勢されている。弁
３９のピストン室内の圧力が低下しているときに
は、弁は開いて作動室３１または３２が対応する
排出室と連結する。ピストン室内の圧力が高めら
れると弁は閉じる。

各弁４１は、弁ポート３６または３７の上流側
と係合しステム４５によつて封止材５７内を滑動
可能な案内部と結合されている弁部４４を含んで
いる。ノルマル・クローズド弁は概略的に示され
ているが本体内に装備されるように構成されてい
る。ピストン部４６は案内部の上に乗つている。
２つの弁４１ａおよび４１ｂはそれぞれピストン
室２６および２７内に配置されている。弁４１の
ピストン室内の圧力が低下しているときは、弁は
閉位置にあり、圧力室２９とそれぞれの作動室３
１または３２との間の連通を閉鎖する。ばね４７
は各弁４１を閉位置へと付勢し、ピストン室内の
圧力上昇はばねの作用に抗して弁を開位置へと変
える。

弁３９ａおよび４１ａは、３ポート・ノルマ
ル・クローズド・パイロツト弁４８によつて制御
される。このパイロツト弁の作動ポートは、パイ
ロツト・ポート２１および２２と連結している。
パイロツト弁は、第１図に示すように排出位置へ
とばねで付勢されており、ポート２１および２２
は排出口と連結している。パイロツト弁は、手動
部材４９あるいは電気的作動部材５１またはこれ
らの双方によつて、ポート２１および２２が圧力
を加えられるところの開位置へと変えられること
ができる。同様な３ポート・ノルマル・クローズ
ド・パイロツト弁５２が、ポート２３および２４
に対して備えられている。

それぞれの作動ポート１５，１６は、ばねによ
つて一方の位置へと付勢され圧力によつて反対の
位置へと付勢される単動型作動流体モータ５３に
連結されている。これらの２つのモータの各々
は、それぞれのパイロツト弁４８または５２によ
つて独立に制御される。

第１図の実施例の操作において、パイロツト弁
４８および５２の両方共が作動していないとき
は、流体モータ５３は上がつた位置にある。両方
の流体モータを変化した位置へと操作するために
は、両方の弁４８および５２を作動させればよ
い。そうすれば弁４１ａおよび４１ｂが開き、弁
３９ａおよび３９ｂが閉じて、モータ５３のピス
トン室５４内の圧力が高まる。両方の弁４８およ
び５２の不作動により、流体モータは上がつた位
置へと戻される。

主弁組立体は、図示されたパイロツト弁のかわ
りの他の弁装置によつて制御されるようにしても
よい。例えば２つの３ポート・ノルマル・オープ
ン・パイロツト弁を使用してもよく、この場合は
上述した動作が逆になる。すなわち、パイロツト
弁が不作動のときは流体モータが圧力を加えられ
た位置へと移される。もちろん、どちらのパイロ
ツト弁装置にしても、２つのパイロツト弁が一緒
に操作されるよりも独立して操作されるようにし
た方がよい。もうひとつの可能性のある装置は、
４つのパイロツト・ポート２１ないし２４を制御
する４つの別々の３ポート・ノルマル・オープン
パイロツト弁を有する装置である。さらにもうひ
とつの可能性のある装置は、複動平行型３ポート
安全弁のようなユニツトを使用したものであり、
出口ポート１５および１６はプレス・ブレーキお
よびクラツチを操作するために使用される単動往
復型流体モータと連結している。

米国特許2906246号公報には、プレスあるいは
それに似た機械のための空気圧で作動されるクラ
ツチおよびブレーキの制御に関連して、安全を目
的として使用される複動平行型３ポート弁が示さ
れており、弁のひとつが故障した場合に操作員や
機械に与える損傷が最小限で済むようになされて
いる。本発明を同様な目的のために適用すること
もできる。この場合、弁３９ａおよび４１ａは平
行な複弁の一方を構成し、弁３９ａおよび４１ｂ
は他方の弁を構成する。このような配置構成で
は、一点鎖線で示した囲い板５５を弁４１ａおよ
び４１ｂのステム４５の上に配置し、支えられて
開位置となつた供給弁が流体を排出させるほど速
い速度では流体を供給しないことを確実にする。

第２図は本体１０１を有するもうひとつの装置
を示すが、この場合はノルマル・オープン・ポペ
ツト弁１０２ａおよびノルマル・クローズド・ポ
ペツト弁１０３ａが圧力室１０６と２つの作動室
１０７および１０８との間の２つのポート１０４
および１０５をそれぞれ制御している。第２のノ
ルマル・クローズド弁１０３ｂは室１０７および
隣接した１１１の間のポート１０９を制御し、第
２のノルマル・オープン弁１０２ｂは室１０８お
よび排出室１１３の間のポート１１２を制御す
る。本体１０１は正確に本体１１と同様に構成さ
れており、ノルマル・オープン主弁およびノルマ
ル・クローズド主弁も第１図に示したもののよう
に標準的な構成をしているが本体内の異なる位置
に配置されていることだけが相違している。この
場合、本体１０１の作動ポート１１４および１１
５は複動流体モータ１２０の両側を制御する。パ
イロツト・ポート１１６ないし１１９は単一の３
ポート・ノルマル・クローズド・パイロツト弁１
２１によつて制御される。

第２図の実施例の作動において、弁１２１が図
示されているように不作動位置にあるときは、ポ
ート１１４内の圧力は高まりポート１１５内の圧
力は排出されるので、モータ１２０は下方位置に
ある。弁１２１が作動したときは、すべての弁１
０２ａ，１０２ｂ，１０３ａおよび１０３ｂが反
対の動きをしてモータ１２０は持上げられる。こ
のように弁組立体は複動流体モータを制御する標
準的な４ポート・ポペツト弁として作用する。第
２図におけるノルマル・オープン弁およびノルマ
ル・クローズド弁の位置は逆にすることもでき、
そうすると流体モータ１２０の動作は逆になる。

第３図は更にもうひとつの装置を示し、本体２
０１には、入口室２０５を作動室２０６および２
０７へと連結させるポート２０３および２０４を
それぞれ制御する２つのノルマル・オープン弁２
０２ａおよび２０２ｂが設けられている。ノルマ
ル・クローズド弁２０８ａおよび２０８ｂが、室
２０６および２０７とそれぞれ排出室２０９およ
び２１１との間に設けられている。それぞれ弁２
０８ａおよび２０２ａのための２つのパイロツト
弁ポート２１３および２１４は、３ポート・ノル
マル・オープン・パイロツト弁２１５によつて制
御される。３ポート・ノルマル・オープン・パイ
ロツト弁２１５は、ソレノイドを作動させた位
置、すなわち弁を閉じた位置で第３図に示されて
いる。同様なパイロツト弁２１６が、それぞれ弁
２０２ｂおよび２０８ｂのためのパイロツト・ポ
ート２１７および２１８を制御するために設けら
れている。単動型流体モータ２１９は作動ポート
２２１によつて、同様のモータ２２２は作動ポー
ト２２３によつて制御される。

第３図の実施例の作動において、弁２１５およ
び２１６のソレノイドが作動されていないとき
は、４つの弁２０８ａ，２０２ａ，２０２ｂおよ
び２０８ｂ内の圧力は全て高められる。そして流
体モータ２１９および２２２内の圧力は双方とも
減じられモータ２１９および２２２は上方に位置
する。図示したように双方のパイロツト弁２１５
および２１６のソレノイドが作動しているとき
は、主弁は移動して流体モータは下方へ位置す
る。第１図に関して既に指摘したように、弁２１
５および２１６は独立して制御されることができ
る。

第４図は、４つの弁３０２ａ，３０２ｂ，３０
２ｃおよび３０２ｄの全てがノルマル・クローズ
ド主弁である装置３０１を示している。個々のパ
イロツト・ポート３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ
および３０４ａのそれぞれは、別々の弁３０３，
３０５，３０６および３０７によつて制御され
る。作動ポート３０８および３０９は複動型流体
モータ３１１の両側と連結している。

第４図の実施例の作動において、流体モータ３
１１は、個々の４つの３ポート・ノルマル・クロ
ーズド・パイロツト弁の存在によつて作動の融通
性が高められているという点を除けば、第２図の
流体モータ１１６と同様に制御される。より詳細
にいえば、４つのパイロツト弁は、弁３０２ｂお
よび３０２ｃの双方が開き、弁３０２ａおよび３
０２ｄの双方が閉じるというような形式になるよ
うに作動されたり不作動にされたりすることがで
きる。このことにより流体モータ３１１の両側の
室３１２および３１３内の圧力が高められている
中立位置をつくりだすことができる。同様に弁３
０２ａおよび３０２ｄを開き、弁３０２ｂおよび
３０２ｃを閉じることにより室３１２および３１
３の双方を排出状態にさせることもできる。この
ようにして、中立位置において流体モータの両側
の圧力が排出あるいは高められるような４ポー
ト・３位置パイロツト操作式制御弁と同様なもの
が得られる。もし４つの弁３０２ａ，３０２ｂ，
３０２ｃおよび３０２ｄの全てが同時に閉じたと
すると、弁組立体の中立位置は、流体モータの両
側が閉じられた状態で与えられる。

このような装置の用途のひとつは、ポペツト弁
を用いて、クローズド・センタ・クロスオーバ・
スプール弁と同等の機能を達成させることであ
る。従来の４ポート・ポペツト弁のほとんど全て
は、作動中に供給される流体を漏らし、長期間に
わたつて重大な且つ高価な流体損失をひきおこす
開いたまたぎ（クロスオーバ）を有している。上
述した装置は、４ポート・ポペツト弁におけるこ
のような欠点を除去するために用いられることが
できる。

第５図は本発明のさらにもうひとつの実施例を
示す。この実施例は第２図のものと似ているが、
種々の弁において流量の割合を制御するために調
整座金と囲い板を使用しているところが示されて
いる。２つのノルマル・オープン弁４０２ａおよ
び４０２ｂは、弁４０２ａが入口室４０３と作動
室４０４との間に、弁４０２ｂが作動室４０５と
排出室４０６との間に置かれるように配置されて
いる。ノルマル・クローズド弁４０７ａは室４０
４と排出室４０８との間に、ノルマル・クローズ
ド弁４０７ｂは室４０３と室４０５との間に置か
れている。３ポート・ノルマル・クローズド・パ
イロツト弁４０９は４つのパイロツト・ポート全
てを制御し、複動型流体モータ４１１は作動ポー
トによつて制御される。

流入する流量を制御するために囲い板４１２が
ノルマル・オープン弁４０２ａによつて、囲い板
４１３がノルマル・クローズド弁４０７ｂによつ
て担持されている。

囲い板４１２はプラグあるいは弁４０２ａの中
央部に取付けられた延長部の形状をしており、ポ
ート４１４を貫通して延びそこを通過する流れを
制限する。囲い板４１３はステム４１５を囲むス
リーブの形状をしており、ポート４１６を通過す
る流れを制限する。調整座金４１７は本体４０１
内にカバー１９と隣接して形成された凹部４１８
内に設置されている。囲い板および調整座金は、
上述した弁および弁本体の統一された構成を損う
ことなく、本発明の弁構成において容易に使用さ
れうる。

上述したいくつかの実施例は本発明の可能性あ
る組合せおよび配置を単に例証的に挙げたもので
あり、多くの可能な組合せと機能とを達成する融
通性を有している。

ここに開示した発明は既に述べたような利点を
有するものであるが、本発明の思想を離れること
なく多くの変形例が考えられるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２つの独立した３ポート・ノルマ
ル・クローズド主弁の機能を達成するために２つ
の３ポート・ノルマル・クローズド・パイロツト
弁によつて制御される、２つのノルマル・クロー
ズド主ポペツト弁および２つのノルマル・オープ
ン主ポペツト弁を示す概略部分断面図である。第
２図は、標準４ポート・ポペツト弁の機能を達成
するために単一の３ポート・ノルマル・クローズ
ド・パイロツト弁によつて制御される、２つのノ
ルマル・クローズド・ポペツト弁および２つのノ
ルマル・オープン・ポペツト弁を示すもうひとつ
の配置の断面図である。第３図は、２つの独立し
た３ポート・ノルマル・オープン主弁の機能を達
成するために２つの３ポート・ノルマル・オープ
ン・パイロツト弁によつて制御される、２つのノ
ルマル・クローズド主ポペツト弁および２つのノ
ルマル・オープン主ポペツト弁を配置した構成を
示す断面図である。第４図は、両方の作動ポート
が中立位置において制御されるクローズド・セン
タ・クロスオーバ弁と同等の機能を達成するため
に４つの分離した３ポート・ノルマル・クローズ
ド・パイロツト弁によつて制御される４つのノル
マル・クローズド主ポペツト弁を用いたユニツト
を示す図である。第５図は、第２図と似ており、
４ポート弁の機能を達成するが、調整座金および
囲い板が付加されている。１１；１０１；２０１；３０１；４０１……弁
本体、１４……入口ポート、１５，１６；１１
４，１１５；２２１，２２３；３０８，３０９…
…作動ポート、１７，１８……排出ポート、２
１，２２，２３，２４；１１６，１１７，１１
８，１１９；２１３，２１４，２１７，２１８；
３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ，３０４ｄ……パ
イロツト弁ポート、２５，２６，２７，２８……
主弁ピストン室、２９；１０６；２０５；４０３
……入口室、３１，３２；１０７，１０８；２０
６，２０７；４０４，４０５……作動室、３３，
３４；１１１，１１３；２０９，２１１；４０
６，４０８……排出室、３５，３６，３７，３
８；１０４，１０５，１０９，１１２；２０３，
２０４；４１４，４１６……弁ポート、３９ａ，
３９ｂ，４１ａ，４１ｂ；１０３ｂ，１０２ａ，
１０３ａ，１０２ｂ；２０８ａ，２０２ａ，２０
２ｂ，２０８ｂ；３０２ａ，３０２ｂ，３０２
ｃ，３０２ｄ；４０７ａ，４０２ａ，４０７ｂ，
４０２ｂ……ポペツト弁、４２，４６……ピスト
ン、４３，４７……ばね、４８，５２；１２１；
２１５，２１６；３０３，３０５，３０６，３０
７……パイロツト弁、５６，５７……封止材。

Claims

【特許請求の範囲】１入口ポート、一対の作動ポート、および一対
の排出ポートを有する弁本体；前記弁本体内にあ
り、前記入口ポートと連結する入口室；前記作動
ポートとそれぞれ連結する一対の作動室；前記排
出ポートとそれぞれ連結する一対の排出室；前記
弁本体内に形成されている４つの主弁ピストン
室；前記弁本体内に形成されており、前記主弁ピ
ストン室と整合している４つの弁ポート；２つの
形式からなる複数のポペツト弁；前記本体により
担持され、前記主弁ピストン室に隣接している封
止材；前記弁本体内にあり、前記ポペツト弁と係
合し該ポペツト弁を不作動位置へと付勢している
ばね；前記４つの主弁ピストン室と連結する別々
のパイロツト弁ポート；および該パイロツト弁ポ
ートを制御する少なくともひとつのパイロツト
弁：を組合せてなり、前記４つの弁ポートのうち２つが前記入口室と
前記作動室のそれぞれとの間に配置され、残りの
２つの弁ポートが前記作動室のそれぞれと前記排
出室のそれぞれとの間に配置されており、前記４
つの弁ポートの各々が両側に弁座を設けているこ
と；前記２つの形式の一方がノルマル・クローズ
ド弁を含み、他方がノルマル・オープン弁を含
み、該ノルマル・オープン弁の各々がピストンと
前記弁ポートの下流側の前記弁座と係合する弁部
とを含み、前記ノルマル・クローズド弁の各々が
ピストンと前記弁ポートの上流側の前記弁座と係
合する弁部とを含んでいること；および前記ポペ
ツト弁が前記封止材と係合する部分を有し、前記
ノルマル・クローズド弁および前記ノルマル・オ
ープン弁の双方における前記封止材と係合する前
記部分と前記ピストンとがそれぞれ共通の直径を
有し、それによつて前記ノルマル・クローズド弁
および前記ノルマル・オープン弁が前記主弁ピス
トン室内のいずれにも交換可能に装架され対応す
る前記弁ポートの前記弁座と係合可能であるこ
と：を特徴とする多機能４ポペツト弁システム。２前記入口室と前記作動室との間の２つの前記
ポペツト弁が前記ノルマル・クローズド弁であ
り、前記作動室と前記排出室との間の２つの前記
ポペツト弁が前記ノルマル・オープン弁であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多機
能４ポペツト弁システム。３前記作動室の一方が前記入口室から延びてい
る前記ノルマル・オープン弁および対応する前記
排出室へと延びている前記ノルマル・クローズド
弁を設けており、他方の作動室が前記入口室から
延びている前記ノルマル・クローズド弁および対
応する前記排出室へと延びる前記ノルマル・オー
プン弁を有していることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の多機能４ポペツト弁システム。４前記作動室の前記一方と前記入口室とを連結
させる前記ノルマル・オープン弁に囲い板が設け
られ、該囲い板が、対応する前記弁ポートを貫通
する前記ノルマル・オープン弁の延長部を含んで
いることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
の多機能４ポペツト弁システム。５前記他方の作動室と前記入口室とを連結させ
る前記ノルマル・クローズド弁に囲い板が設けら
れ、該囲い板が、対応する前記弁ポートを貫通す
る前記ノルマル・クローズド弁のステムに取付け
られたスリーブを含んでいることを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の多機能４ポペツト弁シ
ステム。６前記入口室と前記作動室との間に配置された
２つの前記ポペツト弁がノルマル・オープン弁で
あり、前記作動室と前記排出室との間に配置され
た２つの前記ポペツト弁がノルマル・クローズド
弁であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の多機能４ポペツト弁システム。７前記ポペツト弁の全てがノルマル・クローズ
ド弁であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の多機能４ポペツト弁システム。